- •Основные этапы в развитии науки.
- •Характерные черты науки и ее отличие от других отраслей культуры .
- •Предмет естествознания, отличие естествознания от других отраслей науки.
- •Структура естественнонаучного познания .
- •Всеобщие, общенаучные и конкретно–научные методы познания .
- •Специфика научных революций и научные революции в хх в .
- •Классификация естественных наук .
- •Теория познания и современное естествознание .
- •Основные методологические концепции развития современного естествознания.
- •Современная научная картина мира.
- •Перспективы естественнонаучного познания.
- •Концепции сциентизма и антисциентизма.
- •Место и роль науки в общественной жизни современного человека.
- •Значение системного, структурного и функционального подходов в современном естествознании.
- •Донаучное, научное и телеологическое понимание целесообразности.
- •Наука как эволюционный механизм.
- •Источники противоречий естественнонаучной и гуманитарной культур и их взаимный антагонизм в истории человечества.
- •Проблема «двух культур» и приоритет духовной гуманитарной культуры в настоящее время.
- •Неолитическая революция в истории человечества.
- •Формирование первых научных знаний – астрономии, геометрии, счета, письменности.
- •Научная революция хvii – хviii вв. Наука в хiх веке. Научно – техническая революция хх века.
- •Основные стадии познания природы: натурфилософская, аналитическая, синтетическая, интегрально – дифференциальная стадии.
- •Пути синтеза и интеграции наук.
- •Основные подсистемы наук.
- •Научная методология и ее тесная взаимосвязь с философией до начала хх века. Разработка собственных методологических средств наукой хх века.
- •Общелогические и научные методы познания.
- •Принципы научного познания
- •Общие методы познания
- •Первая научная революция. Аристотель.
- •Вторая научная революция. Ньютон.
- •Третья научная революция. Эйнштейн.
- •Особенности квантовой механики.
- •Необычные явления, мысленные эксперименты и парадоксы квантовой механики
- •Разделы квантовой механики
- •Комментарии
- •Значение синергетики для современной науки.
- •Предмет, методы и школы синергетики
- •Синергетический подход в естествознании
- •Происхождение, развитие и виды физической материи.
- •Основные виды материи
- •Вещество
- •Элементарные частицы и поля
- •Материя в общей теории относительности
- •Современные представления о пространстве и времени.
- •Кибернетика, ее основные понятия и результаты.
- •Структурные уровни организации материи и их определение.
- •Роль вероятностных методов в классической физике и квантовой механике.
- •Общенаучное значение понятия «энтропия».
- •Проблемы соотношения вещества и поля, материи и энергии.
- •Роль симметрии и асимметрии в научном познании.
- •Проблема детерминизма и индетерминизма в современном естествознании.
- •Основные проблемы синтетической теории эволюции.
- •Построение современных теорий на основании априорного принципа – или эйнштейновского общего формального принципа теории.
- •История развития системных взглядов. Предшественники теории систем.
- •Ньютоновский взгляд на устройство мира. Механистическая концепция Вселенной.
- •Субстанциальные концепции пространства и времени. Пространство и время в Ньютоновской механике.
- •Жесткий лапласовский детерминизм и вероятностный детерминизм.
- •Физический вакуум и его свойства.
- •Атомистическая концепция строения материи
- •Корпускулярно – волновой дуализм материи.
- •Квантово – механическая концепция на современном этапе .
- •Развитие взглядов на пространство и время в доньютоновский период.
- •Ньютоновская концепция пространства и времени.
- •Характеристика теории относительности.
- •Современные взгляды на пространство и время.
- •77.Организация и самоорганизация в живой природе.
- •78.Влияние космического излучения и солнечной энергии на живые тела и общественные процессы.
- •79.Бихевиоризм и проблема психогенеза.
- •80.Система химии. Химия как наука и производство.
- •81.Явления самосовершенствования катализаторов в ходе реакции.
- •82.Происхождение жизни на Земле.
- •83.Додарвиновский период развития эволюционных учений.
- •84.Эволюционное учение Дарвина.
- •85.Современное эволюционное учение.
- •86.Биологическое разнообразие – как результат взаимодействия двух процессов – видообразования и вымирания.
- •87.Биологическое разнообразие как индикатор воздействий.
- •88.Эволюция человека.
- •89.Морфологическая уникальность человеческого организма.
- •90.История человечества и экологические кризисы.
Особенности квантовой механики.
Ква́нтовая меха́ника — раздел теоретической физики, описывающий квантовые системы и законы их движения.
Основными понятиями квантовой кинематики являются понятия наблюдаемой, состояния, среднего значения.
Основные уравнения квантовой динамики — уравнение Шрёдингера, уравнение фон Неймана, уравнение Линдблада, уравнение Гейзенберга.
Математический аппарат — теория операторов, теория вероятностей, функциональный анализ, операторные алгебры, теория групп.
Необычные явления, мысленные эксперименты и парадоксы квантовой механики
Соотношение неопределённостей Гейзенберга
Корпускулярно-волновой дуализм
Дифракция электронов
Сверхтекучесть (Бозе-конденсат)
Сверхпроводимость
Квантовая телепортация
Квантовая запутанность (Квантовая нелокальность, «Квантовое Вуду»)
Парадокс Эйнштейна — Подольского — Розена
Парадокс Клейна
Квантовый парадокс Зенона («Парадокс незакипающего чайника», связанный с аксиомой идеального измерения)
Кот Шрёдингера
Надбарьерное отражение
Теорема о запрете клонирования
Разделы квантовой механики
В стандартных курсах квантовой механики изучаются следующие разделы
математическая основа квантовой механики и теория представлений;
точные решения одномерного стационарного уравнения Шрёдингера для различных потенциалов;
приближённые методы (квазиклассическое приближение, теория возмущений и т. д.);
нестационарные явления;
уравнение Шрёдингера в трёхмерном случае и теория углового момента;
теория спина;
тождественность частиц;
строение атомов и молекул;
рассеивание частиц;
Комментарии
Обычно квантовая механика формулируется для нерелятивистских систем. Рассмотрение частиц с релятивистскими энергиями в рамках стандартного квантовомеханического подхода, предполагающего фиксированное число частиц в системе, наталкивается на трудности, так как при достаточно большой энергии частицы могут превращаться друг в друга. Эти трудности устраняются в квантовой теории поля, которая и является самосогласованной теорией релятивистских квантовых систем.
Важным свойством квантовой механики является принцип соответствия: в рамках квантовой механики доказывается, что в пределе больших величин действия (квазиклассический предел) и в случае, когда квантовая система взаимодействует с внешним миром (декогеренция), уравнения квантовой механики редуцируются в уравнения классической физики (см. Теорема Эренфеста). Таким образом, квантовая механика не противоречит классической физике, а лишь дополняет её на микроскопических масштабах.
Некоторые свойства квантовых систем кажутся нам непривычными (невозможность одновременно измерить координату и импульс, несуществование определённой траектории частицы, вероятностное описание, дискретность наблюдаемых величин). Это вовсе не значит, что они неверны: это означает, что наша повседневная интуиция никогда не сталкивалась с таким поведением, т. е. в данном случае «здравый смысл» не может быть критерием, поскольку он годится только для макроскопических систем. Квантовая механика — самосогласованная математическая теория, предсказания которой согласуются с экспериментами. В настоящее время огромное число приборов, используемых в повседневной жизни, основываются на законах квантовой механики.
Важно понимать, что квантовая механика не выводится из классической, хотя и может быть получена методами квантования из нее. Квантовая механика — это теория, построенная «с нуля», только при построении её требуется использовать принцип соответствия. Грубо говоря, «квантование системы» — это не дополнительное видоизменение классических уравнений движения, а совершенно новый взгляд на систему. Впрочем, неоднократно делались попытки вывести квантовую механику из какой-то более глубокой, и, возможно, более простой, теории, т. е. понять, почему законы квантовой механики именно такие, а не другие. К этим попыткам можно отнести множество интерпретаций квантовой механики. Строго говоря, в настоящее время нет какой-либо одной общепринятой интерпретации квантовой механики. Консервативно настроенные физики предпочитают считать, что вопросы, связанные с интерпретацией квантовой механики, выходят за рамки физики, смыкаясь с общими вопросами философии и методологии науки. Эту точку зрения выражает ироничный лозунг «Shut up and calculate!» — «Заткнись и считай!».