- •Естествознание как единая наука о природе. Иерархия уровней культуры.
- •Специфика науки как вида деятельности. Цель и конечный продукт научной деятельности. Критерии научного знания. Проблема познаваемости мира.
- •Критерии научности. Структура научного знания. Эмпирический и теоретический уровни научного знания.
- •Методы и средства научного познания.
- •Наука как социальное явление. Модели развития науки.
- •Древнегреческий этап развития естествознания.
- •Научное мышление в эпоху средневековья.
- •Классический период в истории естествознания (общая характеристика).
- •Механистическая (механическая) картина мира и причины ее краха.
- •Неклассический этап развития естествознания.
- •Постнеклассический этап развития естествознания.
- •Современные подходы к периодизации естествознания. История естествознания как смена научных парадигм. Ньютоновская и эволюционная парадигмы.
- •Механика н как пример динамической теории. Идеализации и ограниченность клас механики.
- •Триумф небесной механики. Механический детерминизм как фундамент классического мировоззрения.
- •Фундаментальная симметрия пространства и времени, ее связь с законами сохранения.
- •Концепции дальнодействия и близкодействия. Понятие материального поля. Классические представления о природе света.
- •Непрерывность и дискретность в описании структуры материи.
- •Историческое развитие концепции пространства и времени. Становление сто.
- •Постулаты сто Эйнштейна. Преобразования Лоренца. Относительность одновременности.
- •Основные следствия из преобразований Лоренца. «Сокращение» длины движущихся объектов. «Замедление» хода движущихся часов.
- •Релятивистская динамика. Связь между массой и энергией.
- •Концепция искривленного 4-мерного пространства-времени в общей теории относительности.
- •Современная наука о пространстве и времени. Описание пространства и времени в ведущих физических теориях.
- •Развитие представлений о природе тепловых явлений. Начала термодинамики. Цикл Карно.
- •Проблема необратимости и ее статистическое решение.
- •Термодинамический и статистический смысл понятия энтропии.
- •Проблема «тепловой смерти» Вселенной: формулировка, развитие и современное решение.
- •Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма.
- •Зарождение и развитие квантовых представлений в естествознании.
- •Квантовая механика как пример статистической теории. Описание состояния и движения микрообъектов. Принцип суперпозиции квантовых состояний.
- •Принцип дополнительности и его применение к описанию динамики микрообъектов.
- •Принцип неопределенности Гейзенберга как частное выражение принципа дополнительности.
- •Основные представления о квантовой теории атомов и зонной теории кристаллов.
- •Историческое развитие идей атомизма. Квантовый механизм взаимодействия элементарных частиц. Современные представления о классификации элементарных частиц.
- •Фундаментальные взаимодействия в природе. Их характеристика и перспективы объединения.
- •Парадоксы классической космологии и их разрешение. Модели Вселенной.
- •Современная космология о ранних стадиях эволюции Вселенной.
- •Возможности и элементы спектральной астрономии.
- •Эволюция звезд: их рождение, жизнь и смерть.
- •Строение Земли и основные характеристики ее оболочек. Термодинамика Земли.
- •Образование и основные этапы эволюции Земли.
- •Специфика живого. «Критерии жизни».
- •Иерархия уровней организации живой материи.
- •46,Особенности эволюционных процессов в природе, их отличие от динамических и статистических закономерностей. Общее описание процесса самоорганизации в неравновесных системах.
- •47,Общие свойства систем, способных к самоорганизации.
- •48,Примеры самоорганизующихся систем в физике. Конвективные ячейки Бенара. Лазеры.
- •49,Открытые диссипативные системы в химии и биологии. Примеры самоорганизации.
- •50,Синергетический подход к анализу экономических явлений и моделированию социальных процессов. Примеры.
- •51Проблемы прогнозирования в контексте синергетики. Динамический хаос. Фракталы.
-
Проблема «тепловой смерти» Вселенной: формулировка, развитие и современное решение.
В 1852 англ физик Томсон ввел это понятие. Его выводы поддержал Клаузиус, применив 2-ое начало термодин ко всей Вселенной в целом. Большинство процессов в природе необратимы => энтропия Вселенной будет возрастать => наступит состояние теплового равновесия с максимальной энтропией. Это наиболее вероятное состояние максимального хаоса, беспорядка, дезорганизации (будет одна температура у всех тел, мы не сможем отличать время и пространство; их не станет). Такое состояние и есть тепловая смерть вселенной.
Больцман – флуктуационная гипотеза: нынешнее неоднородное сост Вселенной явл-ся результатом гигантской флуктуации, отклонением от равновесия.
Грозит ли миру «тепловая смерть»? Много неточностей было выведено:
1) 2-ое нач термодин- з-н только для замкн сист, но никто не доказал, что наша Вселенная – замкнута;
2) для идеал газа (газа, не взаимод м/у собой);
3) сист нестационарная (Вселенная эволюционирует, расширяется).
-
Динамические и статистические закономерности в естествознании. Особенности описания состояний в динамических и статистических теориях. Проблема детерминизма.
Первыми открыты динамич з-номерности(однозначные). Позже- сложные сист, кот невозможно объяснить з-нами динамики. Были рассм.статистич з-номерности, и оказалось, что это конечный этап.
Поняли объективность статистич описания (для индивид объектов – динамическая. Потом появилась квантовая механика. В ней статистическое описание для отдельных объектов.
|
|
Динамические |
Статистические |
|
Опр-ие закономерностей |
Связи всех физ величин однозначны |
Однозначны связи м/у вероятностями знач физ величин |
|
Примеры теорий |
Механика Н, э/дин Максвелла, термодин, релятивистская механика (ОТО). |
Квант мех, квант э/дин, статистич термодин, квантовая релятивистская механика |
|
Гл.задача |
Опр-ие знач физ величин |
Опр-ие средних знач физ величин
|
|
Понятие сост сист |
Сост сист задаются значениями самих физ величин: мех сист={ск-ти сист}, термодин={p,V,t}. |
Сост сист задается вероятностными знач физ величин внутри опр интервалов. Сост-вероятностная хар-ка сист. |
|
Связь состояний |
По заданному сост систв нач момент вр можно однозначно опр-ть сост сист в любой послед момент вр |
|
|
Форма детерминизма |
Классич мех детерминизм |
Вероятностный детерминизм |
Статистич з-ности более точно опис природные процессы, реал природ явл-я.
Осн различие м/у динам и стат теориями в опис сост
Детерминизм как фундамент классического мировоззрения.
В этой картине мир остался похож на часы, с очень точно подогнанными деталями шестеренок. Считалось, что все явления природы имеют ньютоновскую основу. Любое событие можно разложить на атомы. Каждое последующее событие однозначно опр-ся предыдущим, и кажд предыдущее событие явл-ся причиной последующего (Лаплас). Клас детерминизм наз лапласовским.
Опираясь на механику Н, согласно Лапласу, можно в принципе абсолютно точно, однозначно и исчерпывающе объяснить и предсказать все явл природы. Согласно концепции лапласовского детерминизма, все явл в мире однозначно предопределены, случайностей в мире нет. В этой концепции объяснен ряд связей в природе. Связь м/у необходимым и случайным – нарушен баланс.