- •1. Естествознание как особая форма освоения объективной реальности. Статус естествознания в современном мире.
- •2. Панорама современного естествознания и тенденции развития.
- •3. Характерные черты науки и динамика ее развития.
- •4. Эволюция и место науки в системе культуры. Значение науки в эпоху нтр.
- •5. Естественная и гуманитарная культура. Отличие науки от других областей культуры.
- •7. Применение математических методов в естествознании.
- •8.Становление научного подхода познания и освоения мира.
- •9. Основные этапы развития естествознания.
- •10. Естественно-научная картина мира.
- •12. Вклад Галилея в развитие естествознания.
- •13. Законы движения планет Кеплера.
- •16. Три начала механики.
- •17. Становление первой научной картины мира.
- •20. Принципы относительности; принципы симметрии; законы сохранения.
- •23. Принцип суперпозиции, неопределенности, дополнительности.
- •24. Теория относительности Энштейна.
- •25. Вещество и поле.
- •27. Свет. Корпускулярная, волновая, квантовая, электромагнитная концепция света.
- •28. Микрочастицы. Их свойства и классификация.
- •30. Классификация кварков: ароматы и цвета.
- •34.Происхождение Вселенной. Модель расширяющейся Вселенной.
- •37. Строение и эволюция звезд.
- •41. Литосфера как абиотическая основа жизни. Экологические функции литосферы.
- •43. Учение о составе вещества. Классификация веществ. Химические процессы. Реакционная способность веществ.
- •46. Биология как наука. Теории происхождения живого.
- •50. Ген как элементарная единица наследственности. Геном. Генотип.
- •51. Нуклеиновые кислоты. Белки. Аминокислоты.
- •54. Структура экосистем.
- •58. Человек и биосфера. Ноосфера.
- •59. Отношение «человек-биосфера» как глобальная проблема.
- •60. Появление современного человека. Факторы выделения человека из животного мира.
- •61. Ископаемые предки человека разумного.
- •62. Сущность понятия «синергетика».
- •63. Теория самоорганизации и управления. Синергетика и кибернетика.
- •64. Неравновесные системы.
23. Принцип суперпозиции, неопределенности, дополнительности.
Принцип суперпозиции — один из самых общих законов во многих разделах физики. В самой простой формулировке принцип суперпозиции гласит:
• результат воздействия на частицу нескольких внешних сил есть просто сумма результатов воздействия каждой из сил.
Наиболее известен принцип суперпозиции в электростатике, в которой он утверждает, что электростатический потенциал, создаваемый в данной точке системой зарядов, есть сумма потенциалов отдельных зарядов.
Принцип суперпозиции может принимать и иные формулировки, которые, подчеркнём, полностью эквивалентны приведённой выше:
• Взаимодействие между двумя частицами не изменяется при внесении третьей частицы, также взаимодействующей с первыми двумя;
• Энергия взаимодействия всех частиц в многочастичной системе есть просто сумма энергий парных взаимодействий между всеми возможными парами частиц. В системе нет многочастичных взаимодействий.
• Уравнения, описывающие поведение многочастичной системы, являются линейными по количеству частиц.
Именно линейность фундаментальной теории в рассматриваемой области физики есть причина возникновения в ней принципа суперпозиции.
В квантовой механике принцип неопределённости Гейзенбе́рга (или Га́йзенберга) устанавливает, что существует ненулевой предел для произведения дисперсий сопряжённых пар физических величин, характеризующих состояние системы. Принцип неопределённости обнаруживается также в классической теории измерений физических величин. Вернер Гейзенберг сформулировал принцип неопределённости в институте Нильса Бора в Копенгагене во время работы над математическими основами квантовой механики. В 1925 г. следуя работам Хендрика Крамерса, Гейзенберг развил матричную механику, заменившую существовавшую ранее на основе постулатов Бора версию квантовой механики. Он предположил, что квантовое движение отличается от классического, так что у электронов в атоме нет точно определённых орбит. Следовательно, для электрона уже нельзя точно сказать, где он находится в данное время и как быстро движется.
Принцип дополнительности — один из важнейших принципов квантовой механики, сформулированный в 1927 году Нильсом Бором. Согласно этому принципу, для полного описания квантовомеханических явлений необходимо применять два взаимоисключающих («дополнительных») набора классических понятий, совокупность которых даёт исчерпывающую информацию об этих явлениях как о целостных. Например, дополнительными в квантовой механике являются пространственно-временная и энергетически-импульсная картины.
Этот принцип получил широкое распространение. Его пытаются применять в психологии, биологии, этнографии, лингвистике и даже в литературе.
24. Теория относительности Энштейна.
Теория относительности, созданная в 1905 г. Энштейном, стала результатом обобщения и синтеза классической механики Галилея-Ньютона и электродинамики Максвелла-Лоренца. Она описывает законы всех физических процессов при скоростях движения, близких к скорости света, но без учета поля тяготения. Создатель теории относительности сформулировал обобщенный принцип относительности, который теперь распространяется и на электромагнитные явления, в том числе и на движение света. Этот принцип гласит, что никакими физическими опытами(механическими и электромагнитными) производимыми внутри данной системы отсчета, нельзя установить различие между состояниями покоя и равномерного прямолинейного движения.
Для того чтобы сообщить телу скорость, равную скорости света, требуется бесконечное количество энергии, и именно поэтому физически невозможно, чтобы какое-нибудь тело достигло этой скорости. Этот результат был подтвержден измерениями, которые проводились над электронами. Кинетическая энергия точечной массы растет быстрее, нежели квадрат ее скорости, и становится бесконечной для скорости, равной скорости света.
Скорость света является предельной скоростью распространения материальных воздействий. Она не может складываться ни с какой скоростью и для всех инерциальных систем оказывается постоянной. Все движущиеся тела на Землю по отношению к скорости света имеют скорость, равную нулю.
Из этих двух принципов –постоянства скорости света и расширенного принципа относительности Галилея – математически следуют все положения специальной теории относительности.
В общей теории относительности или теории тяготения, Энштейн расширяет принцип относительности, распространяя его на неинерциальные системы. В ней он также исходит из экспериментального факта эквивалентности масс инерционных и гравитационных, или эквивалентности инерционных и гравитационных полей.
В общей теории относительности Энштейн доказал, что структура пространства – времени определяется распределением масс материи. Когда корреспондент американской газеты спросил Энштейна, в чем суть теории относительности, он ответил: «Суть такова: раньше считали, что если каким-нибудь чудом все материальные вещи исчезли бы вдруг, то пространство и время остались бы. Согласно же теории относительности вместе с вещами исчезли бы и пространство, и время.