Тема 7. Элементарные частицы

Фундаментальный уровень структуры материи. Развитие понятия «элементарная частица». Многообразие и единство элементарных частиц, их универсальная взаимопревращаемость. Основные характеристики элементарных частиц.

Физический вакуум. Виртуальные частицы.

Фундаментальные взаимодействия в природе. Гравитация. Электромагнетизм. Сильное взаимодействие. Слабое взаимодействие.

Классификация элементарных частиц. Частицы вещества – субстрат взаимодействий и кванты полей – переносчики взаимодействий. Лептоны и адроны. Теория кварков. Квантовая хромодинамика.

Проблема построения единой теории поля. Калибровочная симметрия. Теория электрослабого взаимодействия. Теории Великого объединения. Гипотеза Супергравитации. Мировоззренческое значение идеи построения единой теории поля.

Программы синтеза квантовой теории поля и общей теории относительности. Квантовая теория суперструн Грина-Шварца. Программа квантовой гравитации С.Хокинга.

Тема 8. Современные концепции космологии

Предмет космологии. Соотношение понятий «Вселенная» и «Метагалактика». Особенности космологии как естественной науки.

Методологические установки классической космологии. Стационарная модель Вселенной. Гравитационный и фотометрический парадоксы.

Методологические установки неклассической космологии. Релятивистская космология о происхождении и эволюции Вселенной. Гипотеза А.Фридмана о нестационарности Вселенной. Обнаружение Э.Хабблом «красного смещения» спектров излучения галактик. Концепция «Большого взрыва». Стандартная модель нестационарной расширяющейся горячей Вселенной (Г.Гамов). Реликтовое излучение.

Инфляционная модель происхождения Вселенной. Основные этапы эволюции Вселенной. Эволюция звезд. Черные дыры.

Проблема бесконечности Вселенной. Открытая и замкнутая модели Вселенной. Соотношение понятий «бесконечность» и «безграничность».

Современные представления о структуре Вселенной. Строение галактик. Проблема «темной материи».

Солнечная система и ее происхождение. Основные характеристики планеты Земля.

Проблема существования и поиска внеземных цивилизаций. Научные основания представлений о существовании внеземных цивилизаций.

Тема 9. Синергетика

Представления об эволюции в живой и неживой природе. Противоречие между представлениями классической термодинамики и эволюционными данными в биологии и общественных науках. Формирование идеи самоорганизации сложных открытых систем. Пути становления синергетики – исследования в области термодинамики открытых систем (И.Пригожин), квантовой электроники (Г.Хакен), эволюционной химии (А.П.Руденко).

Закономерности самоорганизации. Условия возникновения новых структур. Флуктуация, точка бифуркации, аттрактор, диссипативная структура. Принцип нелинейности. Принципиальная непредсказуемость поведения системы в точке бифуркации. Универсальный механизм самоорганизации в живой и неживой природе.

Общенаучное значение синергетики. Синергетика как парадигма междисциплинарных исследований. Применение методов синергетики в различных науках. Самоорганизация и глобальный эволюционизм как принципы современной естественнонаучной картины мира.

Мировоззренческое значение синергетики. Единство порядка и хаоса. Конструктивная роль хаоса. Новое понимание диалектики необходимости и случайности в синергетике. Синергетика и становление нелинейного стиля мышления.