Физика очеловеченная и одухотворенная. Книга вторая. Проказа А.Т., Ильченко В.И.

Физика очеловеченная и одухотворенная. Книга вторая.

УДК 53.01 (075)
ББК 22.3 22.3я7
П-80
ISBN 978 966 534-306-6

Название: Физика очеловеченная и одухотворенная. Книга вторая.

Автор: А. Т. Проказа, В.И. Ильченко
Рецензенты: Голубничий П.И., доктор физико-математических наук, профессор. Савченко С.В., доктор педагогических наук, профессор.
Издательство: “Світлиця”, г. Луганск
Год: 2009 г.
Страниц: 389 стр.
Формат: pdf
Язык: русский

Скачать  книгу целиком в формате PDF

Скачать книгу по разделам в формате PDF:

РАЗДЕЛ 1. Теория квантовых явлений

РАЗДЕЛ 2. Картины мира

РАЗДЕЛ 3. Педагогический аспект физики очеловеченной и одухотворенной

Приложения, Заключение, Содержание

Вторая книга под таким названием является логическим продолжением и завершением основных идей и принципов, реализованных авторами в первой книге, посвященной «очеловечиванию» содержания теорий механических, тепловых и электромагнитных явлений.

Физико-гуманитарные знания общекультурной ориентации применительно к теории квантовых явлений и содержание картины мира представлены во второй книге, где также рассмотрены и некоторые педагогические аспекты проблемы духовно-гуманитарного потенциала физики.

Учебное пособие будет полезно студентам и преподавателям, учащимся и учителям, а также всем, кого волнуют проблемы познания и образования, мироздания и смысла жизни.

Вместо предисловия

В 2005 году в декабре месяце исполняется 105 лет со «дня рождения» квантовой физики, которая сегодня органически, тесно и неразрывно связана с научно-техническим прогрессом, охватившем практически все сферы человеческой жизни.

В декабре месяце 1900 года 42-летний ординарный профессор Макс фон Планк впервые высказал «сумасбродную» идею о порционном (дискретном) изменении энергии, минимальная порция которой пропорциональна частоте излучения. Коэффициентом пропорциональности между энергией и частотой выступала некая константа к, которая и стала своеобразной «меткой» квантовых явлений. Об этой фундаментальной физической константе мы будем вспоминать достаточно часто, называя ее, как принято в науке, постоянной Планка.

С позиции сегодняшнего дня просматриваются истоки квантовой физики, о которых тогда никто даже и не подозревал. Еще в 1809 году Пьер Прево впервые заговорил о лучеиспускании и лучепоглощении, причем обратил внимание на одной закономерности: тела, которые лучше других излучают свет, лучше его и поглощают.

Коль скоро основная цель нашей книги – «очеловечивание» знания и физика «в лицах», то приведем несколько сведений об этом швейцарском физике, философе и литераторе.

П.Прево (1751-1839) родился в Женеве, где и получил юридическое образование. Был учителем и занимался литературной деятельностью в Голландии и Франции; член Академии наук и профессор философии в Берлине; профессор философии и общей физики в Женевской Академии; член Лондонского и Эдинбургского королевских обществ; член Парижской Академии наук.

Пьер Прево ввел понятие подвижного, динамического теплового равновесия и показал, что процессы испускания и поглощения тепла протекают одновременно, непрерывно и независимо друг от друга, и переход тепла не является односторонним, а является результатом взаимного лучистого теплообмена. Он автор двухтомного философского труда «Опыт философии или изучение человеческого ума».

Только через полвека идеи Пьера Прево получили дальнейшее развитие в научных исследованиях Густава Кирхгофа (1824-1887), Йозефа Стефана (1835-1893), Людвига Больцмана (1844-1906), Джона

Стретта – лорда Рэлея (1842-1919), Джеймса Джинса (1877-1946), Вильгельма Вина (1864-1928) и, наконец, Макса Планка (1858-1947).

Эту «логическую цепочку» научных событий мы рассмотрим в дальнейшем повествовании, а заодно «с большем почтением» отнесемся к этой плеяде великих ученых.

Так как «нельзя объять необъятное», основное наше внимание будет сосредоточено не на истоках, а на процессе становления и развития квантовой механики, как теории квантовых явлений.

Непосредственным творцам этой удивительной и уникальной, в высшей степени необычной физической теории в 1900 году было:

Максу Борну – 18 лет; Нильсу Бору – 15; Эрвину Шредингеру – 13; Луи де Бройлю – 8; Хендрику Крамерсу – 6; Вольфгангу Паули – 7 месяцев; Джорджу Уленбеку – 8 дней; через 8 месяцев родится Энрико Ферми; ровно через один год «явится миру» Вернер Гейзенберг; через два года с разницей в один месяц «издадут первые звуки» еще два будущих гения Сэмюэль Гаудсмит и Поль Дирак, а еще через четыре года – Ральф Крониг.

Если учесть, что к 1926-1927 гг. квантовая механика в основном была создана, можно сделать впечатляющий вывод о возрасте ее создателей!

Поставщиками научных идей, экспериментальных данных, критиками и оппонентами, толкователями и разъяснителями многих проблем, связанных с квантовыми подходами в научных исследованиях, были: Альберт Эйнштейн (1879-1955); Вильгельм Рентген (1845-1923); Анри Беккерель (1852-1908); Арнольд Зоммерфельд (1868-1951); Анри Пуанкаре (1854-1912);Эрнест Резерфорд (1871-1937); Пауль Эренфест (1880-1933); Артур Комптон (1892-1962); Леон Розенфельд (1904-1974) и др.

Все сказанное и многое другое порождает мысли:

  • На «пустом месте» ничего не возникает.
  • «Пустая голова» не размышляет.
  • «Пустое сердце» не способно чувствовать.
  • Без цели жизнь бессмысленна.
  • Без воли нет целенаправленных действий.
  • Без разума нет понимания происходящего.
  • Без эмоций нет ощущения красоты.
  • Без познавательного интереса нет стремления к истине.

С незапамятных времен человека волнует вопрос о свободе воли и мысли. Почему в определенных обстоятельствах человек подумал и поступил именно так, а не иначе? Всегда ли можно предвидеть его собственные поступки, а тем более линию поведения?

В древнегреческих трагедиях поведением людей правил неотвратимый рок, предопределяя их судьбы. Однако человеческая

мысль искала и другие решения проблемы свободы воли. Об этом спорили богословы, включая в эти споры и вопрос об ответственности людей за свои поступки; причем ответственности, прежде всего, перед богом.

Крайнюю позицию с научной точки зрения выразил Лаплас на основе законов ньютоновской механики. Детерминизм по Лапласу выражается в том, что при сколь угодно точном задании начальных координат и скоростей материальных точек некоторой замкнутой механической системы с той же точностью можно определить координаты и скорости в любой последующий момент времени. Это открывает принципиальную возможность предвидения на основе мирового уравнения Лапласа.

Вопрос о свободе воли решался и не научным способом. В богословские и научные споры вмешивалась инквизиция с очень печальными последствиями.

Немногих, проникавших в суть вещей

И раскрывавших всем души скрижали,

Сжигали на кострах и распинали,

Как вам известно, с самых ранних дней.

Так поэтически обрисовал ситуацию «проникновения в суть вещей» великой Иоганн Вольфганг фон Гете. Гонимыми были, как правило, ученые-естествоиспытатели.

Может показаться, что программа Лапласа имеет фигуральный характер, потому как практически невозможно написать и решить дифференциальные уравнения движения всех тел во Вселенной и, тем более, определить для них начальные условия, чтобы однозначно предсказать будущее. Непреодолимые трудности здесь технического характера, а не принципиальные. Однако вряд ли кто-нибудь из ученых- физиков ломал себе голову над проблемой решения мирового дифференциального уравнения Лапласа.

Механический детерминизм в его ньютоновской форме оказался несостоятельным не только в механике множества тел, где роль случайности может быть сведена к невозможности однозначно определить начальные условия для каждого из тел, но еще более остро старое определение причинности оказалось неприменимым даже для одного тела, если это тело – элементарная частица микромира.

«Простейшее» движение электрона в атоме водорода «отказалось подчиняться» динамическим законам Ньютона и механическому детерминизму!

В этом и состоит самый удивительный и самый плодотворный результат физики XX века! Результат этот «подарила миру» квантовая физика, в основе которой современная физическая теория – квантовая механика!

Содержание

РАЗДЕЛ 1. Теория квантовых явлений 3
Вместо предисловия. 3
«ФИЗИКА В ЛИЦАХ!» 6
О специфике квантовых явлений 30
Подробнее о взаимодействии макроприборов и микрообъектов… 31
Определенность принципа неопределенности соединяет «беду» противоположности с «благом» дополнительности! 34
От законов излучения к идее квантования энергии 35
Макс Планк 36
И снова Альберт Эйнштейн 40
Эрнест Резерфорд 44
Нильс Бор 49
Арнольд Зоммерфельд 55
Луи де Бройль 57
Эрвин Шредингер 61
Вернер Гейзенберг 65
Макс Борн 69
Вольфганг Паули 73
Поль Дирак 75
Энрико Ферми 79
Очеловеченные события в кратком изложении… Как это было? 83
Информация к размышлению 93
Некоторые эвристические точки зрения 94
Даты и факты развития квантовой теории 99
Научно-историческая хронограмма 103
Квантово-механическое резюме 104
Релятивистские квантовые обобщения 105
Приложения к первому разделу 108
Действие 108
Атом 109
Квантово-волновой дуализм света (излучения) 110
Взаимодействие электромагнитных волн с веществом (фотонов с электронами) – эффект Комптона 111
Квантовая физика и математика 112
Философско-историческая хронограмма 113
Философские идеи, взгляды и учения, которые могли повлиять (или повлияли) на мировоззрение Нильса Бора и других творцов квантовой физики 114
Заключение к теории квантовых явлений 122
Послесловие к первому разделу «Тридцатилетняя война» Нильса Бора и его «союзников» с обывательским и научным «здравым смыслом» 123
Раздел 2. Картины мира 132
Образовательный и воспитательный императив единства физической и метафизической картины мира 132
«Калейдоскоп» мыслей как выражение отношений их авторов к окружающему миру 139
Вместо предисловия 147
Введение к разделу 2 150
Научное познание и его результат 150
Знания и картины мира 151
Картины мира и мировоззрение 152
  1. Доклассическая картина мира (ДоКлассКМ)
154
1.1. Проблема субстанции 154
1.2. Пространство и время 154
1.3. Движение 155
1.4. Стиль научного мышления 155
1.5. Человек в ДоКлассКМ 155
  1. Классическая физическая картина мира (КлассФКМ)
160
2.1. Общие положения 160
2.2. Механическая картина мира (МКМ) и расширенная механическая картина мира (РМКМ) 162
2.3. Электродинамическая картина мира (ЭДКМ) и расширенная электродинамическая картина мира (РЭДКМ) 167
  1. Постклассические физические картины мира (ПостКлассФКМ)
174
3.1. Общие положения 174
3.2. Релятивистская физическая картина мира (РелФКМ) 175
3.3. Квантово-механическая физическая картина мира (КвМФКМ) 180
3.4. Квантово-полевая физическая картина мира (КвПФКМ) 186
3.5. Квантово-полевая релятивистская физическая картина мира (КвПРФКМ) 188
3 .6. Современные научные проблемы-загадки (или тайны?) 200
  1. Семиотические системы как средства передачи информации и выражения ее смысла
201
Заключение ко второму разделу 228
Раздел 3. Педагогический аспект физики очеловеченной и одухотворенной 232
Предисловие к третьему разделу 232
Что такое педагогический аспект духовно-гуманитарного потенциала физики? 233
  1. Реальность – образовательные системы и процессы. Наука – педагогика. Цель – результат – Личность. Информация к размышлению
235
  1. Формирование Личности средствами физики как учебно-научной дисциплины
242
2.1. Личностно ориентированное обучение 242
2.2. Конструирование знаний – творческий переход от реального мира к идеальному 245
2.3. Проблема понимания научной информации и ее педагогического эквивалента – содержания учебного материала 250
2.4. Вопросы и задания для самостоятельного критически-аналитического осмысления 252
3.Материалы из литературных источников для критического анализа и осмысления 253
3.1. Пушкин A.C. «Движение» 253
3.2. И.Ньютон «Математические начала натуральной философии» 253
3.3. Лукреций Кар «О природе вещей» 256
3.4. М.В.Ломоносов «Размышления о причинах тепла и холода» 257
3.5. С.Карно «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» 258
3.6. Из дневника С.Карно 260
3.7. Из книги Р.Клаузиуса «Кинетическая теория газов» 260
3.8. Х.Эрстед «Опыты, относящиеся к действию электрического конфликта на магнитную стрелку» 262
3.9. М.Фарадей «Экспериментальные исследования по электричеству» 263
3.10. Д.К.Максвелл «Динамическая теория электромагнитного поля» 264
3.11. Г.Герц «О соотношении между светом и электричеством» 265
3.12. Дж.Дж.Томсон «Катодные лучи» 266
3.13. П.Н.Лебедев «Световое давление» 267
3.14. А.Эйнштейн «Об одной эвристической точке зрения, касающейся возникновения и превращения света» 268
3.15. Н.Бор «О строении атомов и молекул» 269
3.16. Из письма Э.Резерфорда к Н.Бору 270
3.17. Э.Ферми «Нейтрон» 271
3.18. Некоторые дидактико-методические замечания к использованию в образовательном процессе содержания третьего раздела 273
3.19. Вопросы и задания для самостоятельного критически- аналитического осмысления 275
  1. Образовательная ценность научных достижений – важнейшая составляющая духовной культуры
277
4.1. Понимание роли моделей в научном и учебном познании 277
4.2. Системность знаний – важнейшее положительное качество личности познающего субъекта 285
4.3. Понимание необходимости «мирного сосуществования» науки и религии – требование современности 297
4.4. Педагогическое видение уровней научного знания и религиозного верования в образовательном процессе 306
4.5. Вопросы и задания для самостоятельного критически- аналитического осмысления 308
Приложения 310
  1. Тексты из первоисточников для анализа и осмысления
310
Педагогика между философией и психологией – 1994 г. (В.В. Краевский – доктор педагогических наук, профессор) 310
Основы новой педагогики – 1913 г. (В.П.Вахтеров – педагог, методист, деятель народного образования) 311
Образовательный процесс как выражение внутренней самодеятельности организма – 1904 г. (П.Ф. Каптерев – педагог, историк педагогики, психолог) 312
На чем должна основываться наука воспитания – 1845 г. (П.Г.Редкин – правовед, историк философии, педагог, общественный деятель) 312
Социальная педагогика: история и современность – 1995 г. (В.Д.Семенов – доктор педагогических наук, профессор) 313
Цель образования. Формирование человека с новым уровнем сознания – 1998 г. (А.Спиркин – философ, И.Бирич – философ) 314
Ценностные основания личностно ориентированного воспитания – 1995 г. (Е.В.Бондаревская – педагог) 315
Социализация и воспитание молодежи -1989 г. (И.С.Кон – психолог, социолог) 316
  1. Педагогический тезаурус
317
  1. Вопросы и задания для самостоятельного критически- аналитического осмысления
321
  1. Статьи в журналах и научных сборниках, а также тексты докладов авторов на научно-практических конференциях
322
Духовно – гуманитарный потенциал естественно – научных дисциплин в контексте европейской интеграции 322
Понимание необходимости «мирного сосуществования» науки и религии как неотъемлемый компонент духовной культуры учителя 338
Воспитание нравственно-смысловых ценностей у школьников в условиях гуманитаризации естественно-математического образования 345
Эстетические мотивы в процессе формирования интеллектуальной сферы личности 354
Педагогический принцип эквивокации как предпосылка недогматического преобразования образования 360
Квантоны как объекты познания и «вещи в себе» (некоторые эвристические точки зрения) 370
Формирование понятия «противоречие» в процессе обучения физике 379
Система физических теорий как диалектический объект учебного познания 380
Учебники физики на принципиально новой основе 381
Заключение 382
Физики и лирики 383
Содержание 384
Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.