Концепции современного естествознания

Концепции современного естествознания
М.Ю. Докукин
  • Год:
    2010
  • Тип издания:
    Учебное пособие
  • Объем:
    148 стр. / 9.25 п.л
  • Формат:
    60x90/16
  • ISBN:
    978-5-7038-3213-4
  • Читать Online

Серия: Физика в техническом университете

Ключевые слова: Вселенная, аттракторы, бифуркации, вакуум, динамические системы, диссипативные структуры, естествознание, законы сохранения, материя, неравновесные процессы, принципы симметрии, равновесные процессы, распределения Гиббса, самоорганизация, синергетика, термодинамика, фазовые траектории, флуктуации, фракталы, фундаментальные взаимодействия, энтропия

Рассмотрены исторические этапы развития естествознания, структурные уровни организации материи и их объединение в микро-, макро- и ме-гамиры с точки зрения фундаментальных взаимодействий в природе; проявления симметрии в живой и неживой природе, принципы симметрии пространства и времени, их связь с фундаментальными законами сохранения. Изложены основные принципы формирования законов природы, закономерности в поведении сложных систем, вопросы термодинамики равновесных и неравновесных процессов. Рассмотрены хаотические системы, проблемы организации и самоорганизации в природе, методы и модели синергетики и вопросы ее сопряжения с эволюцией. Даны дополнительные учебно-методические материалы для выполнения реферативной работы.

В основу пособия положены конспекты лекций, читаемых автором в МГТУ им. Н.Э. Баумана по дисциплине "Концепции современного естествознания".

Для студентов втузов, обучающихся по направлению "Организация и управление наукоемкими производствами".

ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Взаимоотношение естественнонаучной и гуманитарной культур. Панорама современного естествознания
1.1. Естественнонаучная и гуманитарная культуры, их структуризация и основные признаки, проблемы и взаимоотношения
1.2. Предназначение науки и формы научного знания
1.3. Научные методы как средство достижения научного знания, процесс научного познания
1.4. Исторические этапы развития естествознания
1.5. Этапы формирования физической картины мира
2. Структурные уровни организации материи. Микро-, макро- и мегамиры
2.1. Структурность и системность описания материи
2.2. Основные характеристики и особенности вещества и поля
2.3. Абсолютный и физический вакуум
2.4. Структурные уровни вещества в микромире
2.5. Макроскопический уровень вещества и его состояния
2.6. Крупные структурные объединения материи. Пространственно-временная шкала объединений
2.7. Теории развития Вселенной
2.8. Состав Вселенной, структура и типы галактик
2.9. Теория эволюции Вселенной и ее этапы
2.10. Единство микро- и мегамиров
3. Фундаментальные взаимодействия в природе и их объединения
3.1. Силовые взаимодействия и их математическое описание: гамильтонов и лагранжев подходы
3.2. Графическая формализация фундаментальных взаимодействий. Фейнмановские диаграммы
3.3. Понятия калибровочной симметрии и калибровочного преобразования
3.4. Квантовая электродинамика
3.5. Квантовая хромодинамика
3.6. Теории слабого и электрослабого взаимодействий
3.7. Теория великого объединения
3.8. Гравитационное взаимодействие, идеи и теории суперобъединения
4. Принципы симметрии пространства и времени и фундаментальные законы сохранения
4.1. Обобщенное понятие симметрии. Проявления симметрии в неживой и живой природе
4.2. Симметрия пространства-времени
4.3. Внутренние симметрии
4.4. Обобщенные понятия "закон" и "теория"
4.5. Частные и общие (фундаментальные) законы
4.6. Эволюция закона сохранения энергии
4.7. Законы сохранения в микромире
4.8. Связь законов сохранения со свойствами симметрии физических систем. Теорема Нётер
5. Основные принципы формирования законов природы
5.1. Современный подход к построению единой естественнонаучной теории
5.2. Принцип относительности
5.3. Принцип неопределенностей
5.4. Принцип дополнительности
5.5. Принцип запрета (принцип Паули)
5.6. Принцип соответствия
5.7. Принцип симметрии-асимметрии
5.8. Дополнительные принципы, используемые при описании законов природы
6. Динамические и статистические закономерности поведения сложных систем. Термодинамика равновесных и неравновесных процессов
6.1. Основные определения, понятия, принципы термодинамики
6.2. Энтропия как мера неравновесности состояния. Статистический смысл второго начала термодинамики
6.3. Использование аппарата термодинамических потенциалов для установления устойчивости термодинамического равновесия в системе
6.4. Связь энтропии и информации
6.5. Распределения Гиббса для статистических систем
6.6. Флуктуации
6.7. Основные положения, методы и законы термодинамики неравновесных процессов
6.8. Уравнение баланса энтропии и производство энтропии
7. Порядок и хаос в природе
7.1. Стрела времени
7.2. Классификация динамических систем: устойчивые и неустойчивые системы
7.3. Стационарные состояния. Понятия порядка и беспорядка
7.4. Диссипативные структуры
7.5. Динамический и диссипативный хаос
7.6. Фазовые траектории как способ описания эволюции динамических систем. Понятие аттрактора
7.7. "Странные" аттракторы и фракталы
7.8. Бифуркации
8. Организация и самоорганизация в природе. Синергетика и эволюция
8.1. Неравновесные состояния материи. Длина корреляции
8.2. Понятие самоорганизации. Управляемые и неуправляемые системы
8.3. Принципы организации и самоорганизации в живой и неживой природе
8.4. Синергетика: область исследований, задачи
8.5. Методы и модели синергетики
8.6. Эволюционно-синергетическая парадигма естествознания

Авторы работы: Докукин М.Ю.