1) Естественнонаучное и гуманитарное знание: Гуманитарное знание включает этику, историю, философию, юриспруденцию, педагогику, филологию, искусствоведение и т.п. В гуманитарных науках часто важнее раскрыть цели, мотивы или намерения в поведении людей. Понимание достигается через истолкование явлений, текстов и событий, не только анализирует объективные причины, приведшие к той или иной ситуации, но и включает субъективные мотивы и мысли исследователя. Естествознание направлено на изучение природы, в которой действуют независимые от человека законы, которые он пытается постичь. Выяснение причины явлений еще не означает понимания или получения полного знания о предмете или явлении. Общественные науки больше используют гуманитарное знание, так как в обществе ничего не происходит без действий и намерений человека. Кроме того, существует ряд наук о человеке (физиология, психология), которые используют гуманитарные и естественно-научные методы исследования.

2) Методы естественных наук (с точки зрения научной революции нового времени) .к естественным наукам— конкретные научные дисциплины: механику, астрономию, физику, химию. Общенаучные методы применяются во всех науках или большинстве наук. К ним относятся: наблюдение, сравнение, анализ и синтез, индукция и дедукция, аналогия и моделирование, идеализация, формализация, аксиоматический метод, исторический подход, логический метод, системный подход, комплексный подход, структурный подход, функциональный подход и другие методы. Специальные методы любой частной науки обусловлены особенностями предмета науки и ее объектов. К специальным методам частных наук могут быть отнесены, например, методы математической статистики; методы оптимизации; математические методы; методы технико-экономического анализа и т. д.

3) Модели развития наук Т Куна И Лакатоса К Поппера: Парадигмальная концепция (Томас Кун). Парадигма (образец) – особый способ организации знания; определенная система знаний, задающих характер видения мира. Отсюда и способность ученых работать в определенных рамках, очерчиваемых фундаментальными научными теориями. Парадигма определяет тенденции развития научных исследований.Смена парадигм – научная революция. 1 стадия – нормальное развитие науки – господствует парадигма. 2 стадия - разрушение старого и переход к новому. Модель развития науки И. Лакатоса (Суть концепции – развитие науки должно осуществляться на основе рационального выбора и конкуренции научно исследовательских программ. Эти программы имеют следующую структуру: - жесткое ядро (неопровержимые исходные положения);- защитный пояс;- негативная эвристика (вспомогательные гипотезы и допущения, снимающие противоречия);- позитивная эвристика (правила изменения и развития исследовательской программы). Модель развития науки К. Поппера (- Принцип фальсификации – критерием научного статуса является фальсифицируемость или опровержимость, т.е. только то знание может претендовать на звание «научного», которое, в принципе опровержимо. Принцип фальсификации делает знание относительным, т.е. лишает его абсолютности, неизменности, законченности. – Поппер автор концепции 3х Миров:Мир 1 (реальность) - мир физических явлений, будь то атомы, поля и силы или «твёрдые материальные тела», Мир 2 (со знанием человека) - мир ментальных или психических состояний - субъективных состояний сознания, Мир 3 (науки) - мир объективного содержания мышления и продуктов человеческого сознания. Это - гипотезы, проблемы, научные теории и тд.

4) Понятие пространства в его развитии (от Ньютона до Энштейна) Виды измерений пространства: однородность — нет выделенных точек пространства, параллельный перенос не изменяет вид законов природы;изотропность — в пространстве нет выделенных направлений, и поворот на любой угол сохраняет неизменными законы природы;непрерывность — между двумя различными точками в пространстве, как близко бы они не находились, всегда есть третья;трехмерность — каждая точка пространства однозначно определяется набором трех действительных чисел — координат;«евклидовость» — описывается геометрией Евклида, в которой, согласно пятому постулату, параллельные прямые не пересекаются или сумма внутренних углов треугольника равна 180°.Положение тел в окружающем пространстве определяется тремя координатами (долгота, широта, высота). А. Эйнштейн предложил (1905) свою специальную теорию относительности (СТО).В основе СТО лежат два постулата: скорость света в вакууме постоянна и не зависит от движения наблюдателя или источника света; все физические явления (механические и электродинамические) происходят одинаково во всех телах, движущихся относительно друг друга прямолинейно и равномерно.

5) Понятие Времени в его развитии (от ньютона до Энштейна) Виды измерений времени (календарь):Ньютон Абсолютное время — идеальная мера длительности всех механических процессов. Как не наблюдаемо истинно равномерное движение, так и измерить время можно, только приближаясь к истинному, математическому, входящему в уравнения. Абсолютное время однородно, это означает симметрию относительно сдвигов. Значит, и точка отсчета времени не имеет значения, она не меняет длительность. Г.Лейбниц считал время относительным, «порядком последовательностей».

6) классичекая механика: Механика изучает перемещение материальных точек или тел, т.е. изменение их положения с течением времени. Но движение происходит в микро-, макро- и мегамире по различным законам, изучаемым квантовой, классической и релятивистской механикой соответственно. Механика макроскопических тел, движущихся со скоростями, много меньшими скорости света, называется классической; она состоит из кинематики и кинетики. Основу кинематики составляют геометрия (координаты) и время; вводятся понятия траектории, скорости, ускорения, системы отсчета, угловой скорости и углового ускорения. Она возникла из практики пользования простыми механизмами (рычагом, наклонной плоскостью и пр.). Траектория — это совокупность последовательных положений, занимаемых телом в процессе движения. Вектор, проведенный из начальной точки в конечную, называется вектором перемещения. Путь — это скалярная величина, равная расстоянию, пройденному точкой вдоль траектории движения. Скорость — это векторная величина, характеризующая быстроту и направление движения в данный момент времени. Численное значение скорости материальной точки равно первой производной от пути по времени. Система отсчета — это система координат, жестко связанная с абсолютно твердым телом, относительно которого определяют положение других тел, и выбранный способ измерения времени. Понятия мгновенной скорости и ускорения появились в Европе в XV в. в связи с исследованием неравномерного движения. Кинетика — это статика и динамика.Статика развивалась в связи с расчетом равновесия архитектурных конструкций: балок, плит и т.п., которые подпирались в нескольких точках или подвешивались. Основные понятия статики сложились еще в древности из наблюдений, практического опыта и геометрических методов: сила, пара сил, центр тяжести, момент силы, условие равновесия.Сила — это векторная величина, являющаяся мерой механического взаимодействия тел, которое может происходить и путем прямого контакта, и через пространство.

7)

8) Законы сохранения и свойства симметрии: симметрия — тот вид согласованности отдельных частей, который объединяет их в целое. Центральная симметрия (поворотная) широко распространена в природе (вспомним причудливую симметрию снежинок).

Трансляционная симметрия (пространственная) представлена в многочисленных орнаментах, дошедших до нас из древности. Временная трансляционная симметрия прослеживается во всех периодически повторяющихся процессах. Примерами их могут быть и монохроматическая волна, и песни, и стихи, и колебательные химические реакции, и художественные произведения.

Зеркальная симметрия в геометрии относится к операциям отражения или вращения. Она была особо почитаема в Древнем Востоке, что отражено в орнаментах и скульптурах той эпохи. Западное искусство, напротив, смягчало и даже слегка нарушало строгую симметрию. Зеркальна симметрия углов падения и отражения светового луча от гладкой поверхности. Наибольшей симметрией обладают кристаллы, но не у всех из них наблюдается зеркальная симметрия.

9) Колебания волн: Колебаниями называются процессы, при которых движения или состояния системы регулярно повторяются во времени. Наиболее наглядно демонстрирует колебательный процесс качающийся маятник, но колебания свойственны практически всем явлениям природы. Колебательные процессы характеризуются следующими физическими величинами. Период колебаний Т – промежуток времени, через который состояние системы принимают одинаковые значения: u(t + T) = u(t).Частота колебаний n или f – число колебаний в 1 секунду, величина, обратная периоду: n = 1/Т. Измеряется в герцах (Гц), имеет размерность с–1. Маятник, совершающий одно качание в секунду, колеблется с частотой 1 Гц. В расчетах нередко используют круговую, или цикличную частоту w = 2pn.Фаза колебаний j – величина, показывающая, какая часть колебания прошла с начала процесса. Измеряется в угловых величинах – градусах или радианах.Амплитуда колебаний А – максимальное значение, которое принимает колебательная система, «размах» колебания.Периодические колебания могут иметь самую разную форму, но наибольший интерес представляют так называемые гармонические, или синусоидальные колебания.

Волной называется возмущение (изменение состояния среды), которое распространяется в пространстве и несет энергию, не перенося вещества. Наиболее часто встречаются упругие волны, волны на поверхности жидкости и электромагнитные волны. Упругие волны могут возбуждаться только в среде (газе, жидкости, твердом теле), а электромагнитные волны распространяются и в вакууме. Монохроматической называют волну от гармонического источника. В зависимости от волновой поверхности волны могут быть плоскими или сферическими. В плоской волне амплитуда постоянна, а в сферической — убывает обратно пропорционально квадрату расстояния от источника.

Звуковыми называют упругие волны, вызывающие у человека ощущение звука. Среди них различают: тоны или музыкальные звуки; шумы; звуковые удары. Гармонический процесс — это чистый или простой тон, а ангармонический — сложный тон. Сложный тон раскладывают на простые, при этом наименьшая частота — основной тон, а обертоны или гармоники имеют частоты, кратные основному. Набор частот с указанием интенсивно-стей компонент называют акустическим спектром. Шум — это звук со сложной неповторяющейся временной зависимостью: согласные звуки речи, скрип, шорох, вибрации машин. Звуковой удар — это кратковременное звуковое воздействие: взрыв, хлопок и др. Волны могут отражаться (звук от стены, свет от зеркала, водяные волны от преграды) и преломляться (когда ход луча изгибается из-за попадания в среду с другой скоростью распространения). Дисперсией называется зависимость показателя преломления п света от частоты колебаний v (или длины волны X). Ньютон отметил, что разложение белого света в спектр — проявление дисперсии. Явление интерференции (или сложение когерентных волн) наблюдается и для поперечных, и для продольных волн. Оно происходит, если щелей на пути волны несколько или волна распространяется от нескольких источников.

10)

11) Статистическая механика

Необратимость процессов нарушила универсальный характер механических законов. Поскольку проследить за движением каждой молекулы газа невозможно, пришлось признать ограниченность своих возможностей и согласиться, что закономерности, наблюдаемые в поведении массы газа как целого, есть результат хаотического движения составляющих его молекул. И тогда Клаузиус ввел «принцип элементарного беспорядка», который понимался как независимость координат и скоростей отдельных частиц друг от друга при равновесии. Эту идею Больцман и положил в основу своей молекулярно-кинетической теории. Максвелл указал на принципиальное отличие механики отдельной частицы от механики большой совокупности частиц, подчеркнув, что большие системы характеризуются параметрами (давление, температура и др.), не применимыми к отдельной частице. Так родилась новая наука — статистическая механика. Идея элементарного беспорядка, или хаоса, устранила противоречие между механикой и термодинамикой. На основе статистического подхода удалось совместить обратимость отдельных механических явлений (движений отдельных молекул) и необратимый характер движения их совокупности (рост энтропии в замкнутой системе).

Статистическая механика — раздел статистической физики, изучающий методами теории вероятностей поведение систем (произвольного) конечного числа частиц. Число частиц является произвольным конечным натуральным числом. Впервые классическую статистическую механику одной частицы рассмотрел Макс Борн в 1955 году.

Статистическая динамика системы полей выходит за рамки статистической механики и относится к статистической теории поля. Тем самым статистическая физика фактически делится на статистическую механику и статистическую теорию поля. Статистическую механику обычно делят на равновесную и неравновесную. Последовательное построение равновесной статистической механики было реализовано Дж. В. Гиббсом в 1902 году [, а последовательное построение неравновесной статистической механики было выполнено Н.Н. Боголюбовым в 1946 году . При описании систем в рамках статистической механики используется понятие среднего по ансамблю. Основными уравнениями статистической механики являются уравнения Лиувилля и цепочка уравнений Боголюбова.

12) Корпускулярно-волновой дуализм(оптика)

Корпускуля́рно-волново́й дуали́зм — принцип, согласно которому любой объект может проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Был введён при разработке квантовой механики для интерпретации явлений, наблюдаемых в микромире, с точки зрения классических концепций. Дальнейшим развитием принципа корпускулярно-волнового дуализма стала концепция квантованных полей в квантовой теории поля.

Как классический пример, свет можно трактовать как поток корпускул (фотонов), которые во многих физических эффектах проявляют свойства электромагнитных волн. Свет демонстрирует свойства волны в явлениях дифракции и интерференции при масштабах, сравнимых с длиной световой волны. Например, даже одиночные фотоны, проходящие через двойную щель, создают на экране интерференционную картину, определяемую уравнениями Максвелла[1].

Тем не менее, эксперимент показывает, что фотон не есть короткий импульс электромагнитного излучения, например, он не может быть разделён на несколько пучков оптическими делителями лучей, что наглядно показал эксперимент, проведённый французскими физиками Гранжье, Роже и Аспэ в 1986 году[2]. Корпускулярные свойства света проявляются при фотоэффекте и в эффекте Комптона. Фотон ведет себя и как частица, которая излучается или поглощается целиком объектами, размеры которых много меньше его длины волны (например, атомными ядрами), или вообще могут считаться точечными (например, электрон).

В настоящий момент концепция корпускулярно-волнового дуализма представляет лишь исторический интерес, так как служила только интерпретацией, способом описать поведение квантовых объектов, подбирая ему аналогии из классической физики. На деле квантовые объекты не являются ни классическими волнами, ни классическими частицами, приобретая свойства первых или вторых лишь в некотором приближении. Методологически более корректной является формулировка квантовой теории через интегралы по траекториям (пропагаторная), свободная от использования классических понятий.