Тема 2.2. Проблема развития науки, 2 часа

Изменчивость научного знания. Три концепции развития науки: концепция одной революции (теория Бэкона); концепция реформ (теория П. Дюгема), концепция перманентной революции (теория К. Поппера). Верификационизм и джастификационизм. Концепция сменяемости теорий К. Поппера. Методология научно-исследовательских программ И. Лакатоса. Концепция научных парадигм и революций Т. Куна. Концепция анархии методов П. Фейерабенда. Принцип соответствия теорий и их соизмеримость.

Основные термины: проблема, процесс, развитие, принцип соответствия.

Контрольные вопросы:

1. Как происходят открытия в науке?

2. Почему А. Эйнштейн говорил, что Достоевский дал ему, как физику, больше, чем Гаусс?

3. Почему трудно объяснить изменчивость научных знаний?

4. Как объясняли развитие науки Ф. Бэкон, П. Дюгем, К. Поппер?

5. Что означает собой концепция перманентной научной революции?

6. Что такое верификационизм и джастификационизм?

7. Что такое методология научно-исследовательских программ И. Лакатоса?

8. Что означает собой концепция научных парадигм и революций Т. Куна?

9. Что такое теория анархии методов П. Фейерабенда?

Раздел 3. Фундаментальные модели современной физики

Тема 3.1. Физическая картина мира. Основания физики. Понятия и принципы современной физической науки, 2 часа

Особенности физической картины мира. Физическая картина мироздания (ФКМ) как самое общее теоретическое знание в физике. ФКМ и построение физических теорий. Изменение ФКМ и развитие физики. ФКМ и понятие материи. Проблема материального единства мира.

Основные физические картины мира. Механическая картина мира. Работы Г. Галилея, П. Гассенди, Р. Декарта, И. Ньютона. Атомизм и движение. Тяготение как универсальное свойство тел. Концепция абсолютного времени. Принцип дальнодействия. Законы механики. Действие, сила, скорость. Лапласовский детерминизм. Существование человека и объективность мироздания. Электромагнитная картина мира. Сущность электромагнетизма. Работы М. Фарадея, Дж. Максвелла. Отказ от атомизма. Электромагнитное поле как конечный предел делимости материи. Реляционная концепция времени. Понятие вероятности. Человек как случайный феномен. Квантово-полевая (квантово-релятивистская) картина мира. Проблема прерывности и непрерывности материи. Модель атома Н. Бора (1913 г.). Гипотеза Луи де Бройля о волне-частице (1924 г.). Работы Э. Шредингера и В. Гейзенберга (1925-1927 гг.). Волновая и квантовая механика. Работы М. Борна. Новое, квантово-полевое представление о материи: корпускулярно-волновой дуализм. Понятие квантового поля. Движение как частный случай физического взаимодействия. Принцип близкодействия. Относительность пространства и времени. Понятие статистических законов.

Основные понятия физической науки. Материя. Структурность и системность материи. Мега-, макро- и микромир. Поле и вещество, их единство. Прерывность и непрерывность материи. Классификация элементарных частиц. Физические взаимодействия. Связь, взаимодействие и движение как важнейшие атрибуты материи. Общая характеристика физических взаимодействий. Развитие представлений о взаимодействии в научных картинах мира. Гравитационное взаимодействие. Электромагнитное взаимодействие. Слабое взаимодействие. Сильное взаимодействие. Теории суперструн, Большого объединения и Суперобъединения.

Основные принципы физической науки. Принципы физики как наиболее общие законы природы. Принцип относительности. Классический принцип относительности. Развитие принципа относительности в неклассической науке. Понятие симметрии в естествознании. Нарушенные (неполные симметрии). Эволюция как цепочка нарушений симметрии. Простейшие симметрии. Симметрии пространства и времени. Принцип симметрии (инвариантности). Закон сохранения физических величин. Анизотропность времени. Сущность связи между симметриями и законами природы (теорема Амали Нётер, 1918). Роль красоты в физике и математике. Типы симметрии в физике и их соподчиненность. Пространственно-временные и внутренние симметрии. Суперсимметрия. Принцип соответствия. Границы применимости и преемственность физических теорий. Проблема абсолютной и относительной истины в физике. Принцип дополнительности. Законы классической механики и квантовая механика микромира. Противоречивая наглядность объектов микромира. Макроскопичность научных приборов и корпускулярно-волновой дуализм микрообъектов. Принцип дополнительности и философский закон единства противоположностей. Соотношение неопределенностей Гейзенберга. Принцип суперпозиции (наложения). Результирующий эффект как сумма эффектов каждого воздействующего явления в отдельности. Правило параллелограмма. Принцип наложения и квантовая механика. Принцип суперотбора. Теплота. Термодинамика. Первое начало термодинамики. Закон сохранения энергии. Второе начало термодинамики. Энтропия и негэнтропия. Принцип возрастания энтропии. Проблема вечного двигателя. Идея тепловой смерти Вселенной.

Основные термины: материя, пространство, время, движение, мир, мега-, макро-, микромир, принцип дальнодействия, принцип близкодействия, вероятность, корпускулярно-волновой дуализм, фундаментальные физические взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое), связь, теория суперструн, принцип относительности, принцип симметрии (инвариантности), теорема Нётер, принцип соответствия, принцип дополнительности, принцип суперпозиции (наложения), принцип неопределенности, термодинамика, квантовая механика, энтропия, негэнтропия.

Контрольные вопросы:

1. Что такое физическая картина мира? Каковы ее особенности?

2. Каково содержание механической картины мира? Работы каких ученых сыграли важнейшую роль в ее становлении и завершении?

3. Как связана механическая картина мира и закон тяготения?

4. Какое место в этой картине занимает лапласовский детерминизм?

5. В чем особенности электромагнитной картины мира? Какую роль играют атомы в мироздании согласно этой теории?

6. Как рассматривается в электромагнитной картине мира феномен человека?

7. Каковы особенности квантово-полевой картины мира?

8. Какие научные теории и гипотезы способствовали ее возникновению?

9. Как рассматриваются в этой теории движение, пространство и время?

1. Перечислите основные понятия физики как науки.

2. Что такое структурность и системность материи?

3. Что такое поле и вещество?

4. Раскройте классификацию элементарных частиц.

5. Какие виды физических взаимодействий существуют? Чем они отличаются друг от друга?

6. Что такое принципы физики как науки?

7. Какова сущность принципа симметрии?

8. Что такое принцип соответствия? Чем он отличается от принципа дополнительности?

9. Что такое принцип суперпозиции?

10. Что такое термодинамика? Раскройте основные ее начала.

11. Что значит идея тепловой смерти Вселенной?