- •Научные и технологические революции в XIX и XX веке.
- •Две физические реальности. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
- •Структурные уровни организации материи:-микро,-макро,-мегамир.
- •5.Фундаментальные понятия в механической картине мира: материя,время,пространство,движение,взаимодействие.
- •6.Понятие состояния физической системы
- •10. Динамические и статистические закономерности. Необратимость в сложных системах.
- •11. Распределение Максвелла. Распределение Больцмана.
- •12. Энтропия в равновесных системах. Энтропия – мера хаоса. Стрела времени
- •13. Вероятностная трактовка энтропии
- •14. Принципы дальнодействия и близкодействия в электромагнетизме.
- •15. Пространство и время в классической механике и сто
- •18. Что такое «парадокс близнецов»? Объясните его с помощью формул Лоренца
- •19. Эмпирические доказательства теории относительности.
- •20. Волна как распространяющееся возмущение поля. Назовите основные характеристики волнового движения.
- •22. Корпускулярные свойства света
- •23. Назовите важнейшие законы и открытия в областим электричества и магнетизма,положенные в основу эмкм.
- •24. В чем отличие силовых линий электрического и магнитного полей?
- •26. В чем заключается суть электронной теории г. Лоренца?
- •27. Опишите модель атома, предположенную Резерфордом. Модель атома Бора
- •28. Волны де Бройля и корпускулярно-волновой дуализм
- •29. Область применимости законов и принцип соответствия. Принцип неопределенности Гейзенберга.
- •30. Объясните понятие «квантовый объект». Понятие состояний в квантовой механике
- •31. Уравнение Шредингера. Волновая функция. Физический смысл волновой функции.
- •32.(74) Фундаментальные физические взаимодействия
- •33. Понятие физического вакуума в современной научной картине мира
- •34. Охарактеризуйте сущность современного эволюционизма.
- •36. Диаграмма Герцшпрунга — Рассела
- •37. Что такое галактика? Основные типы галактик. Что такое Метагалактика?
- •38. Поясните термин «красное смещение». Что такое «эффект Доплера»?
- •39. Запишите и объясните закон Хаббла.
- •40.Эволюционный путь звезды
- •41. В чем заключаются концепции развития геосферных оболочек?
- •42. Сопоставьте и проанализируйте понятие биосфера и ноосфера.
- •43.(53) Основные гипотезы происхождения жизни на Земле
- •44. В чем особенности термодинамики и энергетики живых систем?
- •45.Единое происхождение планет сс.
- •46.Поясните распространенность химических элементов в солнечной системе?
- •48. Что такое геохронология? На какие части (по степени изученности) подразделяется история Земли?
- •49.Какие элементы называются органогенами и почему? Какие элементы образуют химический состав живых систем?
- •50. Что такое самоорганизация
- •51. Что такое эволюционная химия? Что можно сказать о естественном отборе хим. Элементов и их соединений в ходе хим. Эволюции?
- •52. Что означает саморазвитие каталитических систем? теория Руденко.
- •55. Теория биохимической эволюции. Абиогенный синтез.
- •57. Что такое гиперцикл? Гиперциклы и зарождение жизни
- •58. Сформулируйте идеи эволюционной биологии на молекулярно-генетическом уровне
- •59. В чем суть концепций голобиоза и генобиоза?
- •61. Биологический уровень организации материи. Специфика живого
- •62. Молекулярные основы жизни
- •63. Генетический код. Свойства генетического кода
- •64. Генетика и эволюция. Законы Менделя. Доминантная и рецессивная наследственность.
- •65. Наследственная и ненаследственная изменчивость Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях.[1]
- •66. Назовите и объясните основные положения эволюционной теории Дарвина
- •68. Что такое микроэволюция? Что такое макроэволюция?
- •69. Назовите и поясните основные факторы эволюции. Что является движущей силой эволюции?
- •70. Назовите формы естественного отбора. Что такое стабилизирующий отбор? Что такое движущий отбор?
- •71. Объясните понятия расы, этноса, нации. Какие понятия связаны с биологическими особенностями, а какие - с социально-культурными?
- •73. Антропный принцип. Сильная и слабая версии антропного принципа
- •74. Фундаментальные взаимодействия и мировые константы
- •75. Законы сохранения и симметрия.
- •76.Диссипация энергии
- •77.Неравновесные диссипативные системы.Энтропия и информация
- •79.Порядок и хаос. Бифуракция и параметры порядка
- •80.Примеры самоорганизации в неживой природе. Самоорганизация в социальных системах.
Д
|
|
|
Научные и технологические революции в XIX и XX веке.
В конце XIX – начале XX веков в науке произошла новая революция, связанная с
открытиями электрона, превращения атомов одного элемента в атомы другого,
взаимопревращения массы и энергии. Она оказала значительное влияние на
последующее развитие техники, но тем не менее не сопровождалась революцией в
ней. Современная эпоха НТР наступила в 40-50-е годы. Именно тогда зародились и получили развитие её главные направления: автоматизация производства, контроль и управление им на базе электроники; создание и применение новых конструкционных материалов и др. С появлением ракетно-космической техники началось освоение людьми околоземного космического пространства.
Для прогресса современной науки и техники характерно комплексное сочетание их, революционных и эволюционных изменений. Примечательно, что за два — три десятилетия многие начальные направления НТР из радикальных, постепенно превратились в обычные эволюционные формы совершенствования факторов производства и выпускаемых изделий. Новые крупные научные открытия и, изобретения 70-80-х годов породили второй, современный, этап НТР. Для него типичны несколько лидирующих направлений: электронизация, комплексная автоматизация, новые виды энергетики, технология изготовления новых материалов, биотехнология. Их развитие предопределяет облик производства в конце ХХ — начале XXI вв.
Две физические реальности. Корпускулярная и континуальная концепции описания природы.
Одним из наиболее важных и существенных вопросов как философии, так и естествознания является проблема материи. Представления о строении материи находят свое выражение в борьбе двух концепций: прерывности (дискретности) — корпускулярная концепция, и непрерывности (континуальности) — континуальная концепция. С ними тесно связаны проблемы взаимодействия материальных объектов, которые проявлялись как концепция дальнодействия (передача действия без физической среды) и концепция близкодействия (передача действия от точки к точке).
Концепция прерывности была создана И. Ньютоном Подход Ньютона определил исходное положение атомизма, который основывался на признании дальнодействующих сил.
Общая тенденция атомистики выражалась в стремлении свести все многообразие свойств материальных объектов к ограниченному числу исходных объективных свойств и закономерностей элементарных материальных частиц.
Основополагающими признаками атомистики явились: неизменность атомов (т.е. несотворимость и неуничтожимость материи); противопоставление атомов пустому пространству (признание объективности пространства и движения).
Классическая механика XVII—XVIII вв. явилась дальнейшей разработкой атомистики. И. Ньютон в 1672— 1676 гг. распространил атомистику на световые явления и создал корпускулярную теорию света. Свет он считал потоком корпускул (частиц), однако на разных этапах рассматривал и возможность существования волновых свойств света, в частности, в 1675 г. предпринял попытку создать компромиссную корпускулярно-волновую природу света.
Сокрушительный удар по принципам механицизма был нанесен открытиями XIX—XX вв.: открытием рентгеновских лучей и радиоактивного излучения в 1896 г. А. Беккерелем и исследованием его в 1898 г. П. Кюри и М. Склодовской-Кюри. Радиоактивный распад показал, что радиоактивность не связана с внешними, механическими воздействиями, а определяется внутренними процессами, проявляющимися в виде статистических закономерностей; созданием теории электромагнитного поля Дж. Максвеллом (1860-1865 гг.); открытием явления электромагнитной индукции М. Фарадеем (1831 г.). Ньютоновская теория дальнодействия и его схема мира господствовали до начала XX в. М. Фарадей и Дж. Максвелл впервые обнаружили ее непригодность и неприменимость к электромагнитным явлениям; экспериментальным доказательством делимости атомов и открытием электрона английским физиком Дж. Дж. Томсоном (1897 г.), за что он был удостоен Нобелевской премии в 1906 г. В 1903 г. им была предложена одна из первых моделей атома, согласно которой атом представлял собой положительно заряженную сферу с вкрапленными в нее электронами (подобно булке с изюмом). В 1911 г. английский физик Э. Резерфорд, проводил опыты по рассеянию альфа-частиц атомами различных элементов, установил наличие в атоме плотного ядра диаметром около 10—12 см, заряженного положительно, и предложил для объяснения этих экспериментов планетарную модель атома. Модель подчинялась классической механике (движение ядра и электронов) и классической электродинамике (взаимодействие частиц). Электроны в этой модели, подобно планетам Солнечной системы, вращались вокруг ядра. Состояние атомов в классической физике определяется заданием координаты и скорости его составных частиц, т. е. можно получить мгновенный снимок его строения. Однако это противоречило экспериментальным данным.
Противоречия между существовавшими представлениями классической физики и экспериментальными данными, полученными Э. Резерфордом, были решены в 1913 г. датским ученым Н. Бором, который сделал вывод о необходимости принятия принципиально новой теории — квантовой — для построения модели атома. Применимость квантовых представлений и разработка квантовой теории Н. Бором создали возможность систематизировать и объяснить огромный экспериментальный материал.
Совершенно новыми оказались и свойства объектов современной атомистики. Принятые в классической механике понятия, характеризующие положение частицы в пространстве и ее движение, теряют теперь всякий смысл. В классической физике траектория давала возможность описать путь, она могла быть представлена в виде линии. В современном атомизме частицы не имеют траектории: можно лишь указать область пространства, в котором имеется определенная вероятность обнаружить частицу.
К существенным особенностям атомизма XX в. можно отнести следующие:
1. Состояние частицы не может быть определено классическими понятиями.
2. Вводится волновая функция, дающая полное квантово-механическое описание физического состояния частицы.
3. Обнаруживается всеобщая взаимопревращаемость элементарных частиц, обоснованная огромным экспериментальным материалом, которая выражает взаимную связь и взаимопревращение объектов микромира и свидетельствует о качественном многообразии форм материи и их взаимообусловленности.
Вся обстановка в науке в начале XX в. складывалась так, что представления о дискретности и непрерывности материи получили свое четкое выражение в двух видах материи: веществе и поле, различие между которыми явно фиксировалось на уровне явлений микромира. Однако дальнейшее развитие науки в 20-е гг. показало, что такое противопоставление является весьма условным.
Для характеристики прерывного и непрерывного в структуре материи следует также упомянуть единство корпускулярных и волновых свойств всех частиц и фотонов. Единство корпускулярных и волновых свойств материальных объектов представляет собой одно из фундаментальных противоречий современной физики и конкретизируется в процессе дальнейшего познания микроявлений. Изучение процессов макромира показали, что прерывность и непрерывность существуют в виде единого взаимосвязанного процесса. При определенных условиях макромира микрообъект может трансформироваться в частицу или поле и проявлять соответствующие им свойства.