1.2. Физика возможного

Мир микрообъектов – квантовая физика. Недостаточность классического описания природы. Как отличить «большое» от «малого»: роль внешнего воздействия. «Кентавры» микромира. Квантование физических величин и суперпозиция состояний. От Планка к Дираку. Физические величины, состояния, средние значения, флуктуации. Квантовые переходы и излучение. Тождественность микрочастиц, атомы, молекулы, кристаллы. Квантовая физика вокруг нас: лазеры, транзисторы и сверхпроводимость. Квантовая физика – ключ к субатомному миру: кварки, адроны, ядра атомов, пульсары.

Мир реальных микрообъектов – статистическая физика. Микро- и макроописание природы. Вероятность как атрибут сложных систем. Понятие ансамбля в естественных и гуманитарных науках. Тепловое равновесие и флуктуации. Неравновесные состояния и релаксация. Тепловая физика: от Карно к Гиббсу. Энергия, температура, энтропия. Ближний и дальний порядок в природе. Фазовые переходы и симметрия. Необратимость - неустранимое свойство реальности. Стрела времени.

Целостный (непрерывно-дискретный) мир неклассической физики. Независимость и равноправие состояний и физических величин. Неклассические представления об объективности познания природы: принципиальная роль средств наблюдения. Структурность и целостность в природе. От двойственного мира классической физики к двойственному описанию целостной природы в неклассической физике.

1.3. Физика как целое

Иерархия структур природы. Мега-, макро-, микромир. На пути в глубины материи: идее структурности материи от Демокрита до наших дней. Критерий относительной элементарности: «лестница» Вайскопфа. Элементарные частицы и фундаментальные взаимодействия. Физический вакуум как реальность.

Гармония в физике. Принципы целостности: вариационные принципы, принцип дополнительности, принципы симметрии и законы сохранения. Трансформация этих принципов от античности до наших дней.

Эволюция Вселенной. От архаических мифов космогенеза к единым теориям всего сущего. Креативная роль физического вакуума. Этапы эволюции горячей Вселенной, неоднозначность сценария и антропный принцип.

1.4. От физики существующего к физике возникающего

Устойчивость современных физических теорий. Современная физическая картина мира и ее принципиальная незавершенность. Роль предистории физической системы и наблюдателя как носителя социокультурных факторов. Истоки нового взгляда на объективность познания природы. Потребность в универсальной теории эволюции. Проблемы времени и будущее физики.

2. Жизнь

От атомов к протожизни. Необходимость возникновения адекватного языка при описании многочастичных систем. Неорганические и органические соединения и их многообразие. Макромолекулы, гиперцикл и зарождение жизни.

Жизнь во Вселенной. Особенности биологической формы организации материи. Молекулы живых систем. Белки: ферменты и живые машины. Биологическое узнавание. Матричный синтез. Информационные молекулы. Биологические структуры. Уровни организации живых систем.

2.1. Живые системы

Принципы воспроизводства и развития живых систем. Термодинамические особенности живых систем.

Клеточное строение организмов. Принципы структурной организации и регуляции метаболизма. Жизненный цикл клетки. Единство и многообразие клеточных типов. Дифференциация и интеграция функций в организме. Целостность, гомеостаз. Размножение и развитие организмов.

Многообразие биологических видов – основа организации и устойчивости биосферы. Принципы систематики и таксономии. Планы строения и принципы функционирования представителей основных таксонов.

Эволюционное и индивидуальное развитие. Роль живых организмов в эволюции Земли. Генетика и эволюция. Основные проблемы эмбриогенеза. Жизненные циклы. Биологическое время. Онтогенез и филогенез. Смерть и ее биологический цикл.