Содержание

• Введение
• 1. Роль науки в естествознании
• 2. Научный метод как эффективный инструмент
• 3. Естествознание на рубеже 21 века
• 3.1 Теория самоорганизации (синергетика)
• 3.2 Глобальный эволюционизм
• 3.3 На пути к постнеклассической науке ХХI века
• 4. Понятие биотехнологии
• 4.1 Медицинские биотехнологии
• 4.2 Сельскохозяйственные и экологические биотехнологии
• 4.3 Многообразие сфер применения биотехнологий
• 4.4 Развитие генной инженерии
• 4.5 Клонирование и его возможности: вымысел и реальность
• Заключение
• Список литературы
• Приложения
• Введение
• Технология -- совокупность методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или полуфабрикатов, осуществляемых в процессе производства продукции. Слово «технология» означает, кроме того, научную дисциплину, изучающую физические, химические, механические и другие закономерности различных производственных процессов. В последнее время это слово стало ключевым. Часто говорят о технологиях: информационных, микроэлектронных, химических, генных, биотехнологиях и др. Ощущается некое «засилье технологий».
• Следует различать естественно-научные знания, которые что-то объясняют, и знания, которые вооружают стратегией и тактикой действий: одно дело -- «я знаю», другое -- «я умею». Вот если «я знаю», то это фундаментальная наука, если «я умею» -- это уже технология, некая совокупность действий, процессов, а также процедура управления действиями, процессами, регламент, направленный на достижение заранее предопределенного результата.
• Рождение той или иной технологии говорит о высоком уровне зрелости соответствующей ей отрасли естествознания, когда она начинает развиваться быстро и оказывается полезной обществу, становится прикладной. В современном обществе развиваются многие виды технологий, среди которых большое внимание уделяется информационным технологиям.
• Таким образом, тема работы является актуальной.
• В контрольной работе рассмотрен вопрос: «Естественно научные аспекты современных технологий».

1. Роль науки в естествознании

Познание единичных вещей и процессов невозможно без одновременного познания всеобщего, а последнее в свою очередь познается только через первое. Сегодня это должно быть ясно каждому образованному уму. Точно также и целое постижимо лишь в органическом единстве с его частями, а часть может быть понята лишь в рамках целого. И любой открытый нами "частный" закон - если он действительно закон, а не эмпирическое правило - есть конкретное проявление всеобщности. Нет такой науки, предметом которой было бы исключительно всеобщее без познания единичного, как невозможна и наука, ограничивающая себя лишь познанием особенного.

Всеобщая связь явлений - наиболее общая закономерность существования мира, представляющая собой результат и проявление универсального взаимодействия всех предметов и явлений и воплощающаяся в качестве научного отражения в единстве и взаимосвязи наук. Она выражает внутреннее единство всех элементов структуры и свойств любой целостной системы, а также бесконечное разнообразие отношений данной системы с другими окружающими ее системами или явлениями.

Без понимания принципа всеобщей связи не может быть истинного знания. Осознание универсальной идеи единства всего живого со всем мирозданием входит в науку, хотя уже более полувека назад в своих лекциях, читанных в Сорбонне, В.И. Вернадский отмечал, что ни один живой организм в свободном состоянии на Земле не находится, но неразрывно связан с материально-энергетической средой. "В нашем столетии биосфера получает совершенно новое понимание. Она выявляется как планетное явление космического характера".

Такими открытиями были, например, открытия в ХVII в. законов механики, позволившие создать всю машинную технологию цивилизации; открытие в ХIХ в. электромагнитного поля и создание электротехники, радиотехники, а затем и радиоэлектроники; создание в ХХ в, теории атомного ядра, а вслед за ним - открытие средств высвобождения ядерной энергии; раскрытие в середине ХХ в. молекулярной биологией природы наследственности (структуры ДНК) и открывшиеся вслед возможности генной инженерии по управлению наследственностью; и др. Большая часть современной материальной цивилизации была бы невозможна без участия в ее создании научных теорий, научно-конструкторских разработок, предсказанных наукой технологий и др.

В современном мире наука вызывает у людей не только восхищение и преклонение, но и опасения. Часто можно услышать, что наука приносит человеку не только блага, но и величайшие несчастья. Загрязнения атмосферы, катастрофы на атомных станциях, повышение радиоактивного фона в результате испытаний ядерного оружия, “озонная дыра” над планетой, резкое сокращение видов растений и животных - все эти и другие экологические проблемы люди склонны объяснять самим фактом существования науки. Но дело не в науке, а в том, в чьих руках она находится, какие социальные интересы за ней стоят, какие общественные и государственные структуры направляют ее развитие.

Наука - это социальный институт, и он теснейшим образом связан с развитием всего общества. Сложность, противоречивость современной ситуации в том, что наука, безусловно, причастна к порождению глобальных, и, прежде всего, экологических, проблем цивилизации (не сама по себе, а как зависимая от других структур часть общества); и в то же время без науки, без дальнейшего ее развития решение всех этих проблем в принципе невозможно. И это значит, что роль науки в истории человечества постоянно возрастает. И потому всякое умаление роли науки, естествознания в настоящее время чрезвычайно опасно, оно обезоруживает человечество перед нарастанием глобальных проблем современности.

2. Научный метод как эффективный инструмент

На протяжении последних 400 лет научный метод демонстрировал свою высокую эффективность. Т.о., людям крайне полезно (хочется сказать - необходимо) владеть хотя бы его основами. Владеть не на уровне возможность внятно объяснить, а на уровне применения. Образование, дающее понимание научного метода, разумеется, отличается от простого заучивания "истин". Поэтому его массовость может оказываться под вопросом. С другой стороны, сейчас, когда благодаря технологиям хотя бы частично можно говорить о дистанционном образовании, вполне возможно хотя бы с помощью ТВ и Интернета (и, разумеется, печатного слова) донести до любого желающего необходимую информацию в понятном изложении.

Человек, владеющий научным методом, как правило является вполне востребованным специалистом и вне области своей специализации (заметьте, не просто "выпускник" или "ученый", а именно "человек владеющий"!). Известно, что в нашей стране (и не только) выпускники физико-математических специальностей хороших ВУЗов очень часто востребованы в самых разных областях, далеких от физики и математики. Связано это, на мой взгляд, во многом с тем, что они овладели (если овладели) определенным навыком к подходу к задачам, к их решению, к демонстрации правильности решения и тп. Т.о., опять-таки, можно говорить об очень личной мотивации для получения хорошего естественно-научного образования.

Еще один аргумент в пользу широкого естественно-научного образования (против узкой специализации). Даже если человек чрезвычайно талантлив и овладел методом, тем не менее, он все равно оперирует с информацией. Чем больше объем данных, с которыми человек может работать (в том числе и на подсознательном уровне), тем выше вероятность получения нового знания. Определить заранее необходимый объем и его границы невозможно. Кроме того, обладание хорошо усвоенной базовой информацией в разных областях существенно облегчает получение более детальной информации по ним. Т.о., и общество оказывается заинтересованным в том, чтобы у него были специалисты, способные получать результаты, выходящие за рамки узких уже сформировавшихся направлений, и сам человек заинтересован в этом (например, просто из соображений карьеры и т.п.).

Жизнь в рыночной высокотехнологической экономике

Практически каждый день каждый взрослый человек, живущий в современном обществе, находится под прессингом рекламы и совершает тот или иной выбор как покупатель. Реклама существенно ориентирована на "научно-технические" показатели продаваемого товара. Фраза "новая формула" - типичный элемент рекламного слогана. В интересах человека обладать некоторым базовым набором естественно-научных знаний для осуществления осмысленного выбора.

Здоровье.На особом месте стоит выбор товаров и услуг, так или иначе связанных со здоровьем человека (речь может идти и о "йогурте с новой биокультурой", и о биодобавках, и о гомеопатических средствах, и о вполне традиционной медицине). Опять-таки, осмысленный выбор в этой области требует некоторых знаний, и их наличие - в интересах самого человека.

Обязанности человека в современном обществе. Безусловно стоит говорить о том, что каждый из нас заинтересован в том, чтобы другие вокруг обладали достаточно большим багажом знаний и могли адекватно его применять. Дело в том, что хотим мы этого или нет, но мы живем в, по-крайней мере формально, демократическом обществе. В таком режиме наиболее развитыми оказываются сообщества, в которых достаточно большая доля людей способна к адекватным решениям и поведению. Разумеется, далеко не все решения сводятся в конечно счете к чему-то, связанному с научным знанием или подходом.

Тем не менее важно следующее:

а) Многие решения все-таки требуют именно наличия естественно-научных знаний, поскольку мы живем в постиндустриальном обществе.

б) Владение научным методом позволяет в ряде случаев принимать существенно лучшие решения

в) Наличие критического мышления у граждан (а оно во многом может формироваться именно при хорошем естественно-научном образовании) существенно затрудняет манипулирование ими.

Разумеется, многое, на что претендует естественно-научное образование, в принципе достижимо и другими методами. Например, можно говорить о введение в качестве обязательного школьного предмета шахмат (или другой аналогичной игры). также можно говорить о том, что многое (особенно в области метода) можно прекрасно продемонстрировать в рамках преподавания гуманитарных наук или математики. Все это верно. Но, во-первых, есть достаточно много аспектов, уникальных именно для естественно-научного образования (в первую очередь речь идет о конкретных знаниях, об экспериментальных методах и связанной с ними верификации и фальсифицируемости). Во-вторых, благодаря продолжающемуся научно-техническому развитию естественно-научное направление обладает возможность давать яркие, наглядные, актуальные иллюстрации описываемых понятий. Это очень важный момент при преподавании!

Наверное, к основным, говоря о естественно-научной части программы, стоит отнести такие:

1. Возможность углубления знаний на следующих уровнях обучения

2. Получение и усвоение (!) некоторого минимума знаний, соответствующего нашим базовым представлениям о мире.

3. Получение минимума знаний для осмысленного поведения в современном мире

4. Усвоение основ научного метода как такового (на примере любой естественно-научной области знаний, базирующейся на эксперименте)

5.Развитие определенных творческих способностей, создание предпосылок для их совершенствования

3. Естествознание на рубеже 21 века

В течение последних трех столетий естествознание развивалось невероятно быстро и динамично. Горизонт научного познания расширился до поистине фантастических размеров. На микроскопическом конце шкалы масштабов физика элементарных частиц вышла на уровень изучения процессов, которые происходят за время около 1 0 n сек., где n = - 2 2 и на расстояниях 1 0 n см, где n = - 1 5 . На другом конце шкалы космология и астрофизика изучают процессы, которые происходят за время порядка возраста Вселенной 1 0 n лет, где n = 1 0; современная техника астрономических наблюдений позволяет изучать объекты, которые находятся от нас на расстоянии около 2000 Мпк. Свет от этих объектов “вышел” свыше 6 млрд. лет тому назад, т.е. тогда, когда еще и Земли не существовало. А совсем недавно обнаружены астрономические объекты, свет от которых идет к нам чуть ли не 12 млрд. лет! Человек получает возможность заглянуть в самое начало “творения” Вселенной.

Значительно возросла роль науки в современной обществе. На основе науки рационализируются по сути все формы общественной жизни. Как никогда близки наука и техника. Наука стала непосредственной производительной силой общества. По отношению к практике она выполняет непосредственно программирующую роль. Новые информационные технологии и средства вычислительной техники, достижения генной инженерии и биотехнологии обещают в очередной раз коренным образом изменить материальную цивилизацию, уклад нашей жизни. Под влиянием науки (в том числе) возрастает личностное начало, роль человеческого фактора во всех формах деятельности.

Вместе с тем, радикально изменяется и сама система научного познания. Размываются четкие границы между практической и познавательной деятельностью. В системе научного знания интенсивно проходят процессы дифференциации и интеграции знания, развиваются комплексные и междисциплинарные исследования, новые способы и методы познания, методологические установки, появляются новые элементы картины мира, выделяются новые, более сложные типы объектов познания, характеризующиеся историзмом, универсальностью, сложностью организации, которые раньше не поддавались теоретическому (математическому) моделированию. Одно из таких новых направлений в современном естествознании представлено синергетикой.

3.1 Теория самоорганизации (синергетика)

Классическое и неклассическое естествознание объединяет одна общая черта: предмет познания у них - это простые (замкнутые, изолированные, обратимые во времени) системы. Но, в сущности, такое понимание предмета познания является сильной абстракцией. Вселенная представляет из себя множество систем. И лишь некоторые из них могут трактоваться как замкнутые системы, т.е. как “механизмы”. Во Вселенной таких “закрытых” систем меньшинство. Подавляющее большинство реальных систем открытые. Это значит, что они обмениваются энергией, веществом и информацией с окружающей средой. К такого рода системам относятся и такие системы, которые больше всего интересуют человека, значимы для него - биологические и социальные системы.

Человек всегда стремился постичь природу сложного. Как ориентироваться в сложном и нестабильном мире? Какова природа сложного и каковы законы его функционирования и развития? В какой степени предсказуемо поведение сложных систем?

В 70-е годы ХХ века начала активно развиваться теория сложных самоорганизующихся систем, получившая название синергетики. Результаты исследований в области нелинейного (порядка выше второго) математического моделирования сложных открытых систем привели к рождению нового мощного научного направления в современном естествознании - синергетики. Как и кибернетика, синергетика - это некоторый междисциплинарный подход. Но в отличие от кибернетики, где акцент делается на процессах управления и обмена информацией, синергетика ориентирована на исследование принципов построения организации, ее возникновения, развития и самоусложнения.

Мир нелинейных самоорганизующихся систем гораздо богаче мира закрытых, линейных систем. Вместе с тем, “нелинейный мир” и сложнее поддается моделированию. Большинство возникающих нелинейных уравнений не может быть решено аналитически. Как правило, для их (приближенного) решения требуется сочетание современных аналитических методов с большими сериями расчетов на ЭВМ, с вычислительными экспериментами. Синергетика открывает для исследования - необычные для классического и неклассического естествознания - стороны мира: его нестабильность, многообразие путей изменения и развития, раскрывает условия существования и устойчивого развития сложных структур, делает возможным моделирование катастрофических ситуаций и др.

Методами синергетики было осуществлено моделирование многих сложных самоорганизующихся систем в физике и гидродинамике, в химии и биологии, в астрофизике и в обществе: от морфогенеза в биологии и некоторых аспектов функционирования мозга до флаттера крыла самолета, от молекулярной физики и автоколебательных процессов в химии (т. н. реакция самоструктурирования химических соединений Белоусова - Жаботинского) до эволюции звезд и космологических процессов, от электронных приборов до формирования общественного мнения и демографических процессов.

3.2 Глобальный эволюционизм