Тема 4. Структурная организация материи

Понятие «физическая реальность» и его эволюция в истории познания. Корпускулярная концепция описания физической реальности. Мир дискретных объектов классической физики и его характеристики. Континуальная концепция описания физической реальности. Мир непрерывных объектов.

Революция в физике в конце XIX–начале XX веков. Изменение представлений об элементарности. Проблема элементарного объекта. Элементарные и фундаментальные частицы, их свойства: масса, заряд, время жизни, спин. Классификации элементарных частиц. Корпускулярно-волновой дуализм. Соотношение неопределенностей и принцип дополнительности. Принцип запрета Паули.

Тема 5. Основные типы взаимодействий

Понятие взаимодействия. Дальнодействие и близкодействие в классической науке и основные законы их описания.

Основные типы взаимодействия в современной научной картине мира: гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое. Частицы - переносчики взаимодействий.

Теория электрослабого взаимодействия и квантовая хромодинамика как ступени на пути создания единой теории всех взаимодействий. Теория Великого объединения. Проблема суперсилы.

Тема 6. Порядок и беспорядок в природе

Понятия «порядок» и «беспорядок». Хаос и порядок в мифологической, религиозной и натурфилософской картинах мира. Детерминизм и индетерминизм как принципы объяснения процессов природы.

Необходимость и порядок в классической картине мира. Динамические законы. Лапласовский детерминизм. Классическая трактовка случайности.

Случайность и необходимость в рамках статистической теории физики. Случайность и хаос как реальное состояние физических тепловых систем. Проблема необратимости в термодинамике. Энтропия как мера возрастания беспорядка. Изменение энтропии в закрытых и открытых системах. Необратимость как неустранимое свойство реальности. Принцип возрастания энтропии и «стрела времени».

Статистический характер законов в квантовой механике и оценка места случайности в физической реальности микромира. Вероятность состояний микрообъекта как существенная характеристика микромира. Значение соотношения неопределенностей Гейзенберга.

Понятие самоорганизации систем. Кибернетика в решении вопроса о соотношении хаотического и упорядоченного в системах с обратной связью.

Синергетика как новый этап в познании порядка и беспорядка в природе. Философия нестабильности. Основные понятия и принципы синергетики: открытость, нелинейность, диссипативность, когерентность, бифуркации и параметры порядка, фазовое пространство и аттракторы системы.

Тема 7. Пространство и время

Развитие представлений о пространстве и времени в истории человечества. Субстанциональная и реляционная концепции пространства и времени.

Ньютоновская концепция пространства и времени. Основные свойства пространства и времени в классической науке. Принципы относительности. Представление о пространстве и времени в специальной и общей теориях относительности. Законы сохранения. Симметрия и асимметрия. Геометризация физики. Проблема пространства и времени в физике микромира.