Концепции современного естествознания

Образование на рубеже тысячелетий. В связи с усиливающимся антропогенным воздействием на биосферу и обострением экологической проблемы современное естественно-научное образование становится действенным средством освоения знаний не только для решения многих научных и технологических задач, но и для защиты окружающей среды ради спасения жизни на нашей планете.

На протяжении многих столетий система образования постоянно совершенствовалась и в наше время позволяет за более короткий срок получить существенно больший объем знаний, который постоянно растет. Если в 1870-е годы объем знаний всего человечества увеличивался примерно вдвое за десятилетие, в 1980-е – за 5 лет, в 1990-е – каждый год, то в начале нынешнего века такой срок сократился до нескольких месяцев.

Развитие образования – важнейшая задача любого государства и человечества в целом. Во многих странах просвещенные власти осознают: вложение финансовых средств в образование – интеллектуальный потенциал – прибыльный вид инвестирования. Однако система образования в разных странах финансируется по-разному. Например, ежегодные расходы на обучение одного студента составляют в США 18,57 тыс. долл., Дании – 11,60, Испании – 6,03, а в Мексике – всего 5,30 тыс. долл.

Стремительный рост объема новых знаний, подчиняющийся экспоненциальной закономерности, требует повышения эффективности обучения и увеличения его продолжительности. В настоящее время средняя продолжительность обучения составляет в Европе 15 лет, в Северной Америке – 14 лет, в Южной Америке – 13 лет, в Азии – 9,2 года, в Африке – 7 лет и во всем мире – в среднем 10 лет. Предполагается, что в ближайшие десятилетия продолжительность обучения, необходимого для высококвалифицированного специалиста, приблизится к 18 годам. Несмотря на широкое распространение образования, оно охватывает далеко не все население земного шара даже на начальном уровне. Согласно статистике ООН, сегодня в мире около 3,5 млрд человек умеют читать и писать, что примерно в 3 раза больше, чем 40 лет назад. В то же время приблизительно 900 млн взрослых не умеют ни читать, ни писать, причем две трети из них – женщины. Уровень неграмотности взрослого населения во многих развивающихся странах составляет более 50 %: в Нигерии – 80 %, в Мали – 73 %, в Ираке, Эфиопии и Бангладеше – 60 %, в Пакистане – 58 %.

Ежегодно, начиная с 1990 г., во всем мире число детей, обучающихся в школе, увеличивается примерно на 10 млн., и сегодня их – около 700 млн. В то же время более 100 млн детей школьного возраста не имеют возможности сесть за школьную парту. Обеспечение всеобщего начального образования – одна из приоритетных задач, сформулированных в Декларации тысячелетия ООН.

Проблемы образования обсуждались в 2006 г. на саммите «Группы восьми» в Санкт-Петербурге, где приняты решения по международному сотрудничеству, нацеленные на повышение качества национального образования и на его доступность для широких слоев населения.

Только через совершенную систему образования, включающую духовн-о-нравственное воспитание, современное общество сможет сохранить природную среду и обеспечить дальнейшее развитие цивилизации.

Плоды отечественного образования. Не погружаясь в дебри истории российского образования, можно безошибочно утверждать, что систему образования пытались реформировать во все времена, хотя и не всегда была в этом необходимость. Не было крайней необходимости реформировать образование в последние десятилетия. Ведь при всех изъянах прежнего социального устройства и утопичности коммунистической идеологии в недалеком прошлом в нашей стране была налажена система образования, позволявшая получать хорошие знания всем желающим.

Поспешные, провальные реформы, начатые в нашей стране в 1990-х годах и продолжающиеся до сих пор под знаком демократизации, либерализации, гуманизации и прочей модернизации, привели не только к массовому обнищанию российского народа и обогащению небольшой группы дельцов, свободных от совести, но и к резкому падению уровня образования, который сейчас по указанию министерских чиновников называют качеством образования. При этом политика качественного образования превратилась в политику полного заблуждения. В результате обесценились знания. Потеряли уважение и почет учителя и преподаватели. Резко уменьшилась их заработная плата. Пышным цветом расцветают разные формы платных «образовательных» услуг, под видом которых наживаются многие руководители так называемых учебных заведений, а преподаватели получают нищенскую зарплату. Ученики перестали слушать учителей и родителей, а студенты – преподавателей. Иногда совершаются страшные преступления: учителя и преподаватели, стремящиеся дать самое дорогое – знания, становятся жертвой агрессии своих дурно воспитанных учеников.

Драгоценное время молодежи стали поглощать различные фильмы и постановки с показом интимных отношений, компьютерные игры и, особенно, Интернет с неисчерпаемыми соблазнительными услугами. У детей стали активнее проявляться скрытые способности писать и рисовать на фасадах домов, на стенах школ и на партах. Некоторые школы и вузы стали притонами наркоманов. Вошли в моду курение и даже алкоголь, к которым приобщаются дети в самом раннем детстве. И результат, как говорится, не замедлил ждать: для детей и подростков стало доступным множество развлечений, где под видом культурного отдыха происходит одурманивание молодежи, и в этой замутненной среде хорошо наживаются многие проходимцы, устраивая сборища, где все средства хороши: и мощная аудио- и видеотехника, и наркотики, и алкоголь.

Судя по определению образования, данному в Законе Российской Федерации «Об образовании» (образование – это воспитание и обучение в интересах человека, общества и государства), процесс образования включает важную составляющую – воспитание. Хорошее образование может вырасти только на благодатной почве с укрепившимися воспитанием духовно-нравственными ориентирами.

В последние годы предпринимается попытка научить ребенка многому и всему в самом раннем возрасте: дети, поступающие в первый класс, в дошкольном возрасте должны уметь читать, писать и считать, чему в добрые времена учили только в первом классе. Таким образом, ставится заведомо практически неразрешимая задача научить всех и сразу всему без учета реальных возможностей и способностей подрастающего ребенка.

Казалось бы, что плохого в том, что ребенок научится писать, считать и пересказывать в дошкольном возрасте, до семи лет. В действительности же эта, на первый взгляд, несложная задача вполне под силу лишь немногим, наиболее способным детям. А подавляющее большинство детей физиологически не готово к ее решению при всем желании самих детей, их учителей, родителей и некоторых министерских чиновников, и об этом свидетельствует богатый опыт и педагогическая практика, которые вырабатывались в течение многих прошедших столетий. При этом следует учесть, что открытая душа ребенка легко ранима. Если попытка научить его читать и писать в слишком раннем возрасте кончится неудачей, то он потеряет уверенность в собственных силах, а учитель может ошибочно отнести его к разряду неспособных учиться, или, как сейчас модно говорить, к олигофренам. Школьнику тем самым будет нанесена тяжелая душевная травма, излечить которую будет очень трудно, а в ряде случаев и невозможно. И такой несчастный ребенок в течение всей учебы всеми возможными способами будет уклоняться от занятий, не испытав радости от познания, придет к печальному выводу о том, что он способен писать только лишь на заборах и партах. Подобные школьники вступают в конфликт с родителями и учителями, который иногда завершается трагическим исходом. Чаще всего такие неудачники пополняют многомиллионную армию беспризорных детей, число которых от 730 тыс. (по сведениям «Российской газеты») до 6 млн (по данным других газет и журналов).

Многие из закончивших школу попадают без проблем в вузы, в том числе и в многочисленные, новоявленные, гуманитарные «университеты», которые готовы выдать всем желающим диплом государственного образца, но не готовы дать самые минимальные знания, необходимые высококвалифицированному специалисту, так как они не обладают ни материально-технической базой, ни качественным учебно-методическим обеспечением. Большинство таких горе-вузов готовит якобы специалистов в области менеджмента, экономики, предпринимательства, бизнеса и др. Вопрос же о том, будут ли востребованы такие скороспелые «специалисты», для ректоратов вузов остается без ответа – им нужны деньги, чтобы набить, прежде всего, собственные карманы. А ведь за «образовательные» услуги платят вовсе небогатые родители, вынужденные работать в две смены, а иногда и не на одной работе. При поступлении в вуз конкурс, как естественный процесс отбора наиболее способных, подготовленных и знающих абитуриентов, вытесняется искусственной процедурой составления договора, некоей формальной бумаги, в которой прописывается обязательство регулярной платы.

На платной основе принимают и в государственные вузы, где конкурс также уступает свои права коммерческому подходу. И ректораты вынуждены мириться с этим: на бюджетные деньги, выделяемые государством для оплаты труда преподавателей, невозможно обеспечить им достойную жизнь, несмотря на регулярные повышения их заработной платы. Что касается справедливого распределения денег, заработанных преподавателями, то многие государственные вузы мало чем отличаются от платных, и об этом свидетельствуют многочисленные уголовные дела, возбуждаемые по фактам нарушения закона вузовскими властителями.

Многие студенты, за обучение которых заплатили родители, нередко вступают в противоречие и конфликт с преподавателями, пытающимися по старой доброй традиции дать самое дорогое – знания, и таких добросовестных преподавателей немало. Научить студента, не владеющего школьными знаниями, да еще невоспитанного, невозможно при всем желании и всех стараниях преподавателя. Воспитывать студента – все равно, что злить проголодавшуюся собаку, а перевоспитывать – задача неодолимая. Некоторые из таких «продвинутых» студентов не могут и не хотят учиться. Поэтому они пытаются сорвать занятия, иногда организовывают ложные телефонные звонки о террористических актах.

Любому преподавателю, любому студенту понятно, что на всех стадиях обучения, начиная со школьной парты, надзор, или, лучше сказать, контроль, играет второстепенную роль. Очевидно, качество образования зависит, прежде всего, от того, насколько совершенно и современно учебно-методическое обеспечение, включая техническую базу, учебно-методические разработки, учебники и учебные пособия и вовсе не зависят от того, сколько и какие бумаги должен составить преподаватель для так называемой отчетности. Очевидно и другое: любая хорошая работа, в том числе творческий труд преподавателя, требует и хорошей оплаты, а чиновники образовательных структур своим директивным бумаготворчеством должны способствовать развитию образования, а не его деградации.

Система образования будет развиваться и принесет свои драгоценные плоды только тогда, когда каждый – и тот, кто учится, и тот, кто учит и воспитывает, и тот, кто руководит образованием – осознает известную с древних времен истину: научиться можно, а научить нельзя.

От образования к действиям. Любая система образования, какой бы совершенной она не была, любые знания, какими бы ценными они не были, окажутся бесполезными, если не превратятся в действия и дела. В конкретные действия и дела каждого человека, причем без промедления. Чтобы создать условия устойчивого состояния окружающего нас мира, предстоит сделать многое: разрабатывать ресурсосберегающие технологии промышленного производства, внедрять новые способы ведения сельского хозяйства, модернизировать промышленные и энергетические предприятия; способствовать развитию бизнеса с целью сокращения потоков потребляемых природных ресурсов, материалов и энергии, постоянно совершенствовать систему международных отношений, обновлять законодательную базу (принимать действенные законы и отменять потерявшие свою значимость), возродить духовно-нравственное начало воспитания и обучения детей, налаживать непрерывную систему образования для взрослых, помня о том, что учиться никогда не поздно; создавать художественные и музыкальные произведения, восстанавливать духовно-нравственные ценности в обществе.

Спектр конкретных дел и действий обширен. И каждый человек свободен в выборе того или иного дела. Конечный результат в значительной степени зависит не от того, чем заниматься, а от того, как заниматься. Добросовестное отношение к своему делу – залог успеха. Всякое полезное дело способно чему-нибудь научить, а учиться всегда полезно.

Невежество гораздо опаснее, чем может показаться на первый взгляд. В наше время, когда в природе наблюдаются сложнейшие явления, когда стремительно меняется отношение человека к природе, трудно понять и осознать все происходящее в этом мире. Поэтому нужна усердная работа, чтобы получить всесторонние знания, необходимые не только для своей работы, но и для дальнейшего развития общества и человечества. Такие знания особенно важны для лидеров.

Учиться – значит продвигаться вперед. Нельзя чему-нибудь научиться, не делая ошибок, не признавая их. Как говорят, на ошибках учатся. Гораздо легче видеть чужие ошибки, чем свои. Ошибки показывают, что есть другой путь достижения желаемой цели.

В наше время некоторые лидеры утратили желание учиться и свободу учиться. Во многих случаях система взаимоотношений людей выстраивается таким образом, что большинство выполняющих роль исполнителей верят в то, что лидеры способны дать ответы на все вопросы, а сами лидеры претендуют на знание всех ответов. Такая искаженная система не способствует развитию лидерства среди исполнителей и не стимулирует стремление лидеров учиться. Многие лидеры, как и большинство людей, не знают, какой путь ведет к устойчивому состоянию общества. А некоторые из них даже не осознают необходимости таких знаний. Новый подход в решении проблемы устойчивого состояния заключается в том, чтобы каждый человек поднялся до уровня обучающегося лидера во всех сферах общества, начиная от семьи, кончая государством и человечеством в целом. Для этого необходима поддержка лидеров в их постоянном, непрерывном обучении.

Трудно научиться чему-нибудь, не обладая терпением. В современных условиях надвигающейся экологической катастрофы терпение должно сочетаться с решительностью, смелостью и ответственностью. Такое сложное и противоречивое сочетание характерных человеческих черт станет возможным только тогда, когда каждый человек осознает, что в основе всякого благородного дела заложено не стремление стать богаче других, приобретая все больше и больше материальных ценностей; не желание стать выше других, а духовно-нравственные начало: любовь в ближнему, добросовестность, смирение, сострадание и др. – которые выковывались в течение всей длительной истории развития человечества и направлены на спасение человека.

1.2. Структура и развитие естествознания

Объекты исследования. Объекты исследования естествознания – материя, ее строение и движение, ее виды и взаимосвязи между ними; время и пространство как универсальные формы движения материи. Материальные системы условно делят на микромир (молекулы, атомы и элементарные частицы), макромир (все непосредственно наблюдаемые тела) и мегамир (планеты, звезды, галактики и Вселенная). В живой природе самая крупная система – биосфера – область распространения жизни на Земле. Вне зависимости от структурной организации материальных систем можно выделить нуклонный, атомный и молекулярный уровни строения материи. В каждой отрасли естествознания эти уровни дополняются своими подуровнями, учитывающими специфику исследуемого объекта.

Фундаментальные законы природы характеризуют материальные объекты и явления независимо от того, где они находятся или происходят. Например, с помощью законов сохранения энергии и импульса можно описывать движение тел на Земле, взаимодействие элементарных частиц, движения планет и звезд. Строение материи на нуклонном, атомном и молекулярном уровнях одинаково на Земле и в космическом пространстве. Все это означает, что фундаментальные законы природы универсальны, что в свою очередь свидетельствует о материальном единстве объектов природы и Вселенной в целом. В процессе естественно-научного познания обнаруживаются новые явления и свойства объектов природы, что позволяет создавать более совершенные экспериментальные средства исследований и глубже проникать в тайны окружающего мира. Внедренные естественно-научные разработки – важнейший фактор экономики, ее базовый ресурс, по своей значимости превосходящий такие традиционные ресурсы, как природное сырье, рабочая сила и др.

Структура естествознания. Попытки классификации естественных наук, предпринимаемые с античных времен (Платон, Аристотель), возобновились в эпоху Возрождения (Ф. Бэкон) и продолжились энциклопедистами (Ж.Л. Д’Аламбер и др.). Одну из наиболее совершенных классификаций естественных наук представил в начале XIX в. А. Ампер. Естественно-научные знания он представил в виде единой иерархической системы, в которой физика располагалась на первом уровне, химия – на втором, как бы основывающаяся на физике и т. д. Позднее, в середине XIX в., изучая историю развития естествознания, Ф.А. Кекуле предложил иерархию естественных наук в виде четырех последовательных ступеней: механика, физика, химия и биология.

Возможны и другие подходы в определении структуры естествознания с учетом свойств и специфики объектов исследований. Например, все естественные науки можно условно разделить на две большие группы – науки о неживой и живой природе. Такое деление в какой-то степени отражают неорганическая химия для изучения объектов неживой природы и органическая химия, через которую прослеживается путь к зарождению живой материи.

С учетом масштабности объектов исследования можно определить еще одну иерархическую структуру естествознания: астрономия – геология – география – биология. В астрономии изучают крупномасштабные объекты Вселенной (галактики, звезды, планеты и их спутники), а объекты исследования геологии, географии и биологии относятся к нашей планете с ее сложной структурой, включающей биосферу.

В разветвленную структуру естествознания формально не входят математика и логика. Однако без этих наук невозможно развитие ни одной из естественно-научных отраслей. Благодаря математике все естественно-научные науки переходят от качественной характеристики явлений и свойств объектов природы к их количественному описанию на основании фундаментальных законов и стройных теорий логики. Все естественные науки в той или иной мере используют универсальный язык математики, выражающийся в общепринятых знаках и составленных на их основе формулах. Другой универсальный язык естествознания – химические знаки и формулы.

История развития естествознания. Естествознанию в современном представлении предшествовал длительный период, начавшийся с древних времен, когда постепенно накапливались знания о природе. Мыслители Древней Греции пытались найти материалистическое обоснование мироустройства и разработать рационалистический метод познания природы, устанавливать причинно-следственные связи природных явлений – все это было началом натурфилософии. Всесторонние естественно-научные знания и воззрения сначала входили в единую науку, находившуюся под эгидой философии. Дифференциация наук наметилась в Ионийской школе в VI в. до н.э. Позднее стали формироваться самостоятельные отрасли знания, и одной из первых была основана статика, представляющая собой в наше время один из разделов физики.

Историю развития естествознания можно условно разделить на три основных этапа: доклассический, классический и современный.

Доклассический этап, самый длительный (с VI в. до н.э. до конца XVII в.), начался с натурфилософских концепций, в недрах которых гораздо позднее стали зарождаться разные отрасли естествознания, названные точными науками, или научными отраслями, основные законы и положения которых представлены с помощью математических формул в виде «точного знания». К таким наукам относятся, например, механика, астрономия и др. Важную роль в становлении естественно-научного мировоззрения сыграла геоцентрическая система мира. Почти 15 веков отделяют ее от гелиоцентрической системы мира и закона движения планет. На рубеже XV–XVI вв. были осуществлены первые кругосветные путешествия и сделаны Великие географические открытия; в эпоху Возрождения была оценена длительность процесса развития жизни на Земле по обнаруженным окаменелым останкам вымерших организмов; в XVII в. дано определение химического элемента и описана структура растительной клетки – элементарной ячейки живых организмов.

Классический этап развития естествознания (начало XVIII – конец XIX вв.) начался с открытия фундаментальных законов механики, которые создали реальную базу для количественного описания явлений и свойств объектов природы. Законы классической механики стали широко применяться во многих естественных науках, что привело к ее абсолютизации, в результате чего в конце XVII – начале XVIII вв. сформировалось философское учение – механистический детерминизм.

В XIX в. открыты законы сохранения; заложены основы химической атомистики; предложена атомно-молекулярная теория строения вещества; создана периодическая система химических элементов; мир растений и животных разделен на иерархически соподчиненные таксоны; разработаны геологические карты сначала небольших участков, а затем и крупных территорий нашей планеты; уточнены географические карты. Предложена клеточная теория в биологии, заложены основы микробиологии, генетики, сравнительной анатомии и других отраслей науки о живой природе; сформулированы основные положения эволюции жизни.

Важную роль в развитии естествознания сыграла электромагнитная теория, на основе которой была предсказана, а затем экспериментально подтверждена электромагнитная природа света. Однако новые научные открытия в ряде случаев противоречили существующим научным теориям. Для их объяснения пришлось отказаться от общепринятого классического представления электромагнитной теории и выдвинуть квантовую гипотезу: атомы могут излучать энергию не непрерывно, а определенными порциями – квантами.

Создание квантовой теории и теории относительности, открытие рентгеновского излучения и радиоактивности знаменуют начало современного этапа развития естествознания, хронологически совпадающего с началом XX в. По своему содержанию он соответствует атомному и нуклонному уровням познания материи.

В первой половине XX в. была предложена квантовая модель атома; открыта сверхпроводимость; раскрыты механизмы многих химических реакций; обнаружены цепные реакции (химические и ядерные); изучены многие глубинные процессы в живом организме; сформулирована хромосомная теория наследственности и установлен носитель генетической информации – молекула ДНК; исследовано строение атомного ядра; обнаружено деление ядер урана, что способствовало развитию ядерной физики и атомной энергетики; измерено расстояние до ближайших галактик; установлен закон расширения Вселенной; предложено учение о биосфере и обоснована трансформация ее в ноосферу, решающую роль в которой играет человек; создана наука о полимерах.

Во второй половине XX в. определена структура ДНК и раскрыт генетический код; открыто реликтовое излучение; созданы квантовые генераторы (лазеры и мазеры), полупроводниковые, микроэлектронные приборы и др.; синтезированы высокотемпературные сверхпроводники; с помощью космических аппаратов исследованы различные объекты Вселенной в инфракрасном, ультрафиолетовом, рентгеновском и гамма-диапазонах; более глубоко изучено строение земной коры; получила развитие новая область прикладной науки и техники – нанотехнология; в начале XXI в. расшифрован геном человека.

На современном этапе развития естествознания происходит как дифференциация, так и интеграция естественно-научных знаний. Появились такие науки, как биофизика, космическая биология, биогеохимия и др. Это свидетельствует о взаимосвязи и взаимодополняемости естественных наук.

Познавательная роль естествознания. Естественно-научные исследования базируются на двух взаимно дополняющих подходах – эмпирическом и теоретическом. Оба подхода часто переплетаются и завершаются в процессе познания определением естественно-научной истины, которая всегда объективна по содержанию, но субъективна по форме, как результат человеческой деятельности. Основу естественно-научного познания составляют три положения: количественное описание причинно-следственной связи согласно принципу причинности, эксперимент как критерий естественно-научной истины и определение относительности естественно-научной истины.