3. Какие представления о веществе и поле как видах материи были выработаны в рамках классической физики?
4. Что означает понятие «квант»? Расскажите об основных этапах развития представлений о квантах.
5. Что означает понятие «корпускулярно-волновой дуализм»? Какое значение имеет принцип дополнительности Н. Бора в описании физической реальности микромира?
6. Какова структура атома с точки зрения современной физики?
7. Какое содержание вкладывается в понятие «элементарная частица» в современной физике? Дайте характеристику свойствам элементарных частиц.
8. Выделите основные структурные уровни организации материи в мегамире и дайте им характеристику.
Тема 4. Современная физическая картина мира
Принципиальные трудности в физике на рубеже ХIХ-ХХ вв. Фундаментальные противоречия в принципиальных основах классической механики. Создание А. Эйнштейном специальной теории относительности. Основные идеи, принципы и понятия специальной теории относительности. Проблема фундаментальной системы отсчета и определения абсолютного движения. Новое понимание роли субъекта познания в физике.
Основные идеи, принципы и понятия общей теории относительности. Современный этап развития общей теории относительности. Искривление пространства - времени. Макромир и мегамир. Проблема природы гравитационного поля. Попытки геометризации физики. Единая теория поля как идеал физического познания. Абсолютное и относительное, вариантное и инвариантное в современной физике. Проблема реальности в свете релятивистской физики.
Формирование квантовой физики. Гипотеза квантов. Становление квантовых идей от М. Планка до Н. Бора. Теория атома Н. Бора. Макромир и микромир. Принцип соответствия. Соотношение между классической и квантовой механиками. Корпускулярно-волновой дуализм . Основные идеи, принципы и понятия квантовой механики. Физический смысл волновой функции. Вопрос об объективности квантово-механического описания реальности. Проблема интерпретации квантовой механики. Динамические и статистические закономерности. Роль прибора в познании микроявлений. Принцип дополнительности. Проблема наглядности в квантовой физике. Проблема синтеза релятивистских и квантовых принципов и создания единой картины физического мира. Методологические установки неклассической физики.
Мир элементарных частиц. Фундаментальные физические взаимодействия (электромагнитное, "сильное", "слабое" и гравитационное). Проблема единства физики. Характеристики элементарных частиц. Взаимопревращаемость элементарных частиц. Классификация элементарных частиц. Лептоны. Адроны. Частицы - переносчики взаимодействий. Проблема структуры элементарных частиц. Проблема элементарности.
Теории элементарных частиц. Квантовая электродинамика. Теория кварков. Теория электрослабого взаимодействия. Квантовая хромодинамика. Симметрия как принцип построения и структурной организации физических теорий. Роль теории групп в описании физических полей элементарных частиц. Проблема взаимосвязи микро- и мега- миров. На пути к Великому объединению.
Будущее физики.
Вопросы для самоподготовки.
1. Какие представления о пространстве и времени существовали в доньютоновский период?
2. Как изменились представления о пространстве и времени с созданием гелиоцентрической картины мира?
3. Как трактовал И. Ньютон время и пространство?
4. Какие представления о пространстве и времени стали определяющими в теории относительности А. Эйнштейна?
5. Что такое пространственно-временной континуум?
6. Раскройте современные метрические и топологические свойства пространства и времени.
7. Что такое биологическое пространство и время?
8. Какие особенности характерны для психологического пространства и времени?
9. В чем заключается суть социального пространства и времени?
Тема 5. Современная астрономическая картина мира.
Основные особенности астрономии ХХ в.: создание качественно новых методов наблюдения, превращение астрономии из оптической во всеволновую, открытие нестационарности Вселенной и др. Космические системы как объект астрономических исследований. Гравитационное взаимодействие как основной системообразующий фактор космических объектов. Особенности познания космических систем. Значение наблюдения и теории в астрономическом познании. Качественные изменения в теоретическом базисе современной астрономии. Искусственные спутники и космические полеты - начало развития экспериментальных методов в астрономии. Мировоззренческое значение астрономии.
Солнечная система. Планеты и их спутники. Строение планет. Происхождение планет. Химический состав вещества во Вселенной.
Природа звезд. Эволюция звезд. Звезда от рождения до смерти. Сверхновые звезды. Черные дыры. Общее представление о галактиках и их изучении. Наша Галактика - звездный дом человечества. Межзвездная среда. Понятие Метагалактики.
Вселенная как объект космологии. Классическая и неклассическая космологии. Космологические парадоксы. Формирование релятивистской космологии. Расширение Вселенной. Эволюция Вселенной. Модели эволюции Вселенной. Возраст Вселенной. Теория горячей Вселенной. Сценарии прошлого Вселенной. Инфляционная модель Большого Взрыва. Сценарии будущего Вселенной. Проблема множественности вселенных. Проблема бесконечности Вселенной. Мировоззренческий аспект космологии. Антропный принцип в космологии.
Физика и астрофизика. Взаимосвязь космологических и микрофизических констант. Единство физики микромира и астрофизики как основа глубокого понимания физического мира, материального единства мира вообще. Астрономия как источник новых физических идей.
Жизнь во Вселенной и ее возможные формы. Проблема существования внеземных цивилизаций и установления связи с ними. Космонавтика и мировоззрение.
Методологические установки неклассической астрономии ХХ в.
Вопросы для самоподготовки.
Тема 6. Современная биологическая картина мира.
Особенности биологии в ХХ в. Кризис дарвинизма в конце ХIХ - начале ХХ вв. Изучение природы наследственности. Создание хромосомной теории наследственности. Популяционная генетика. Идеи, принципы и понятия синтетической теории эволюции. Достижения молекулярной биологии в ХХ в. Революция в молекулярной биологии.
Особенности биологической формы организации материи (целостность, обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость). Молекулы живых систем. Белки и нуклеиновые кислоты.
Клеточное строение организмов. Жизненный цикл клетки. Единство и многообразие клеточных типов. Дифференциация и интеграция функций в организме. Гомеостаз. Многообразие биологических видов. Принципы систематики и таксономии. Эволюция живого. Онтогенез и филогенез .
Уровни организации живых систем (молекулярно-генетический, онтогенетический, популяционно-видовой, биогеоценотический). Организм как целое, его системная организация. Особенности физиологии основных систем организма. Популяции, сообщества, экосистемы. Принципы их организации. Формы биологических отношений в сообществах. Круговороты вещества и энергии.
Биосфера , ее эволюция, ресурсы, пределы устойчивости. Биопродуктивность. Ресурсы биосферы и демографические проблемы. Антропогенные воздействия на биосферу. Современный экологический кризис и пути его преодоления. Принципы рационального природопользования. Охрана природы. Экологическое право. Что мы можем сделать для сохранения жизни на Земле?
Проблема происхождения жизни, ее мировоззренческое значение. Основные современные направления исследования проблем происхождения жизни. Возраст живого на Земле. Образование простых органических соединений. Возникновение сложных органических соединений. Первичный бульон и образование коацерватов. Возникновение простейших форм живого.
Проблема "уникальности живого". Революция в космохимии. Жизнь во Вселенной.
Развитие органического мира. Основные этапы геологической истории Земли. Начальные этапы эволюции жизни. Образование царства растений и царства животных. Завоевание суши. Основные пути эволюции наземных растений. Пути эволюции животных.
От биологической к социальной форме движения материи. Проблема происхождения человека. Предпосылки антропосоциогенеза (неорганические, биологические). Возникновение труда. Развитие древнейшей техники человека. Становление социальных отношений. Генезис сознания и языка.
Биология и общество. Человек: организм и личность. Биосоциальные основы поведения. Человек и космические циклы. Стресс и тренировка. Здоровье и патологическое потомство. Биологический возраст. Борьба с болезнями, продление жизни.
Биологически обоснованные потребности и естественные права человека. Основы биоэтики. Биополитика. Биотехнология.
Вопросы для самоподготовки.
1. Что изучает биология? Какова структура комплекса биологических наук?
2. Укажите основные признаки живого, раскройте его сущность.
3. Перечислите основные уровни живого, покажите особенности каждого из них.
4. Опишите структуру и разъясните функции клетки как основы всего живого. В чем состоит особая роль генетических структур?
5. Каковы основные принципы биологической эволюции? Опишите механизмы их действия на популяционном уровне.
6. Что такое микро - и макроэволюция? В чем состоят особенности синтетической теории эволюции?