Курс лекций по "Конценции современного естествознания"

14. Физика  как фундаментальная наука о  природе.

Естествознание состоит из многих наук. Каждая из естественно-научных дисциплин — физика, химия, геология, биология и другие — изучает определенный вид бытия. Подобно видам бытия, науки находятся между собой в некоторых соотношениях. В этой связи логика научного рассмотрения не может быть произвольной. В первую очередь разумно обратиться к той науке, которая изучает фундамент природы,— физике. Если бы мы обратились незамедлительно, например, к биологии, науке о живом, то в ряде случаев нам бы недоставало физических сведений о тех процессах, на базе которых и возможно только появление живого. ФИЗИКА - наука о природе, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. По изучаемым объектам физика подразделяется на физику элементарных частиц, атомных ядер, атомов, молекул, твердого тела, плазмы и т. д. К основным разделам теоретической физики относятся: механика, электродинамика, оптика, термодинамика, статистическая физика, теория относительности, квантовая механика, квантовая теория поля. Физика начала развиваться еще до н. э. (Демокрит, Архимед и др.); в 17 в. создается классическая механика (И. Ньютон); к кон. 19 в. было в основном завершено формирование классической физики. В нач. 20 в. в физике происходит революция, она становится квантовой (М. Планк, Э. Резерфорд, Н. Бор). В 20-е гг. была разработана квантовая механика — последовательная теория движения микрочастиц (Л. де Бройль, Э. Шредингер, В. Гейзенберг, В. Паули, П. Дирак). Одновременно (в нач. 20 в.) появилось новое учение о пространстве и времени — теория относительности (А. Эйнштейн), физика делается релятивистской. Во 2-й пол. 20 в. происходит дальнейшее существенное преобразование физики, связанное с познанием структуры атомного ядра, свойств элементарных частиц (Э. Ферми, Р. Фейнман, М. Гелл-Ман и др.), конденсированных сред (Д. Бардин, Л. Д. Ландау, И. Н. Боголюбов и др.). Физика стала источником новых идей, преобразовавших современную технику: ядерная энергетика (Н. В. Курчатов), квантовая электроника (Н. Г. Басов, А. М. Прохоров и Ч. Таунс), микроэлектроника, радиолокация и др. возникли и развились в результате достижений физики. Были созданы следующие физические картины мира:

1 Геоцентрическая система мира. Аристотель, Пталомей. Теория просуществовала 1400 лет. В центре мироздания находится спокойная Земля, вокруг которой движутся все небесные тела.

2 Гелеоцентрическая система мироздания. Ньютон, Галилей, Коперник, Кеплер. Ньютон разработал небесную механику: пространство абсолютно, время однородно и абсолютно, пространство трехмерное, Солнце неподвижно и находится в центре мироздания, вокруг него вращаются все материальные тела.

3 Гравитационно-релятивистская система мира. Эйнштейн, Планк. В основе лежат принципы относительности. Все поступательно движущиеся тела проявляют себя одинаково, т.е. подчиняются одним и тем же законам независимо от системы отсчета. Это относится ко всем вращающимся телам в мироздании. Одновременно считается, что все элементарные частицы движутся со скоростями, близкими к скорости света (3× 10⁸ м/с).

4 Модель современной естественнонаучной картины Мира. Макромир: Вселенная, галактика, звезда, планета, биосфера, сообщество, популяция, вид. Микромир: клетка, молекула, атом, элементарная частица, кварк, липтон.