- •Тема 1. Естествознание как единая наука о природе. Важнейшие закономерности развития естествознания.
- •1.2. Натурфилософский этап естествознания.
- •1.1. История развития естествознания.
- •1.2. Натурфилософский этап естествознания.
- •1.3. Естествознание в средние века.
- •1.4. Естествознание в Новое время (XVII-XVIII в.В.).
- •1.5. Естествознание в XIX и XX веках.
- •Выводы:
- •Литература
- •Тема 2. Естествознание как отрасль научного познания.
- •2.2. Структура научного познания.
- •2.3. Поиск новых научных методов.
- •Выводы:
- •Тема 3. Физика и естествознание
- •3.2. Что такое элементарные частицы?
- •Четыре группы элементарных частиц
- •3.3. Что такое физические связи?
- •3.4. Что такое физические подсистемы и структуры?
- •3.5. Что такое физическая система, надсистема и субстрат?
- •Логика развития физического знания
- •Какие задачи стоят перед физикой в XXI веке?
- •Тема 4. О пространстве и времени.
- •Единство пространства и времени как формы существования движущейся материи в современной научной картине мира
- •4.2. Элементы теории относительности.
- •4.3. Эмпирические доказательства общей теории относительности.
- •Принцип эквивалентности гравитационного поля и сил инерции
- •1. Отклонение луча в поле тяготения Солнца
- •Изменение частоты электромагнитной волны в поле тяготения
- •Смещение перигелия орбиты Меркурия
- •Понятие гравитационного радиуса. Гравитационный коллапс. Черные дыры.
- •Тема 5. Принцип возрастания энтропии. Синергетика
- •5.2. Закон сохранения энергии в механике
- •5.3. Закон сохранения энергии в термодинамике.
- •Второй закон термодинамики как принцип направленности теплообмена (от горячего к холодному)
- •Изменение энтропии тел при теплообмене между ними
- •5.4. Энтропия и информация.
- •Синергетика – термодинамика открытых систем.
- •Самоорганизация (в природных и социальных системах)
- •Тема 6. Эволюция Вселенной
- •6.1. Модели происхождения и развития Вселенной.
- •6.2. Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций.
- •6.1. Модели происхождения и развития Вселенной.
- •Классическая (ньютоновская) космология
- •6.2. Жизнь и разум во Вселенной: проблема внеземных цивилизаций.
- •Тема 7. Астрономия и естествознание
- •7.3. Происхождение Солнечной Системы и Земли
- •Тема 8. Химия и естествознание
- •Что такое химические элементы?
- •Что такое химические связи?
- •8.4. Что такое химические подсистемы и структуры?
- •8.5. Что такое трансформация химических элементов и химические реакции?
- •Тема 9. Биология и естествознание
- •Что такое элементарные объекты биологических исследований?
- •Что такое биологические связи, подсистемы и структуры?
- •9.1. Что такое элементарные объекты биологических исследований?
- •9.2. Что такое биологические связи, подсистемы и структуры?
- •I. Размножение
- •I I. Питание (или трофические связи)
- •Тема 10. Генетика и естествознание
- •Основные понятия и представления генетики.
- •Синтетическая теория эволюции.
- •10.1. Основные понятия и представления генетики.
- •Электромагнитная концепция гена
- •Закон Моргана
- •10.2. Синтетическая теория эволюции.
- •Примерная последовательность появления различных групп живых организмов на Земле
- •Синтетическая теория эволюции (стэ)
- •Синтетическая теория эволюции (стэ)
- •Основные пути эволюции животных и растений
- •Тема 11. Экология и естествознание
- •11.2. Цели и задачи экологии.
- •Основные аспекты экологического кризиса.
- •Тема 12. Многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы
- •12.1. Биогеоценотический (экосистемный) уровень.
- •Концепции происхождения жизни на Земле.
- •12.1. Биогеоценотический (экосистемный) уровень.
- •12.2. Концепции происхождения жизни на Земле.
- •Тема 13. Человек и природа
- •13.2. Мировоззренческое значение проблемы происхождения человека и общества.
- •13.3. Биоэтика.
- •Литература по дисциплине «концепции современного естествознания» Основная
- •Дополнительная
Какие задачи стоят перед физикой в XXI веке?
Две группы перспективных направлений исследований
Таблица 6.
Фундаментальные теории |
Экспериментально-теоретические исследования |
1 |
2 |
1 |
По мнению академика Виталия Гинзбурга перед физикой стоят следующие 30 особенно важных и интересных проблем, расставленных в порядке значимости для человечества:
2 |
|
30) нейтринная физика и астрономия. Нейтринные осцилляции. |
Рассмотрим 4 из перечисленных проблем, которые имеют ключевое значение для развития современной технологии, экономики и цивилизации.
Проблема управляемого ядерного синтеза (синтез ядер водорода и ядер гелия). Об эффективности этого процесса говорит тот факт, что из 1 кг водорода можно получить энергии в 20 млн. раз больше, чем при сжигании 1 кг бензина. Работа в этой области была начата еще в 1950 году в СССР под руководством И.Е.Тамма и А.Д.Сахарова и ввиду необходимости решения сверхсложных технических задач в рамках проекта ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor) предполагается создание гигантского токамака стоимостью 10 млрд долл. к 2005 году.
Вторая проблема – высокотемпературная и комнатнотемпературная сверхпроводимость (явление сверхпроводимости связано с исчезновением электрического сопротивления в металлах, сплавах и соединений при низких температурах). Возможная экономия тока составляет более 20%.
Исследования в области физики твердого тела (гетероструктуры в полупроводниках, переходы металл-диэлектрик, мезоскопика).Российских физик Ж.Алферов получил Нобелевскую премию в 200 г. за исследования гетероструктур. Как выяснилось, твердые тела не являются чем-то единым и однородным, а в твердом теле существуют области с различными химическим составом и различными физическими свойствами, разделенные четкими границами. Такие твердые тел называются гетерогенными. Гетерогенность приводит к тому, что твердость или электрическое сопротивление тела может резко отличаться от аналогичных параметров внутренних частей тела. Эта способность называется мезоскопикой и очень важна для создания тонкопленочных полупроводников, высокотемпературных сверхпроводников и других материалов, служащих главным компонентом таких технических устройств и систем, как телевизоры, компьютеры, мобильные телефоны, проигрыватели лазерных дисков, солнечные батареи и т.д.
4) Создание сверхмощных лазеров, а также гразеров и разеров. Помимо лазеров, усиливающих оптическое излучение (свет), разрабатываются гразеры и разеры, усиливающие излучение соответственно в рентгеновском и гамма-диапозоне.
Итак, физика является наукой, наиболее активно преобразующей современный мир, и от ее развития зависит как развитие естествознания, так и развитие мировой экономики, технологии и цивилизации.