1)Культура — это совокупность созданных человеком материальных и духовных ценностей, а также сама человеческая способность эти ценности производить и использовать Культура — это все, что создано человеком как бы в добавление к природному миру, хотя и на основе последнего. Вместе с тем мир человеческой культуры существует не рядом с природным, а внутри него и потому неразрывно связан с природным миром. Следовательно, всякий предмет культуры в принципе может быть разложен на две составляющие — природную основу и его социальное содержание и оформление.
| 2) наука — это система познания и деятельности людей, направленная на достижение объективно-истинных знаний и систематизацию доступной человеку и обществу информации. сооружений, в которых осуществляется научная деятельность. Научный метод – это способ исследования, совокупность приемов или операций, направленных на получение и обоснование научного знания, создания научной теории. Задача научного метода – обеспечить наиболее эффективный путь, способ получения объективных знаний о той области действительности, которая исследуется. Отличается от обыденного системностью и последовательностью,как в про-ссе поиска новых знаний,так и упорядочения всего известного.здравый смысл имеет разрозненный,сучайный и неорганизованный характер,в котором преобладают не связанные с друг другом отдельные факты,либо их простейшие обобщения. Результаты науки также многообразны. Но смысл ее — получение научного знания. Это знание отличается следующими показателями: объективная истинность (наибольшая степень соответствия свойствам объекта, отсечение пристрастий, оценок самого ученого), систематизированность, логическая обоснованность, полнота для данного уровня познания, открытость для компетентной критики, интерсубъективность (т.е. знание есть результат деятельности не одиночки ученого, а целостного процесса развития науки, поэтому открытия одних ученых проверяют другие), практическая применимость. Формами научного знания выступают: научные факты, проблемы, гипотезы, доказательство или опровержение гипотез, законы, теории, концепции, научные картины мира.
| 3)Они не столько противоположны, сколько взаимодополнительны, что вытекает из ряда соображений.1 И тот, и другой стиль культур — творения разума и рук человеческих. А человек — существо двойственное, биосоциальное, что не мешает ему быть созданием достаточно цельным и умелым. Так почему бы такую же целостность не воспроизвести естественнонаучному и гуманитарному типам культур? 2. Описываемые типы культур и составляющие их сердцевину науки активно формируют мировоззрение людей (каждый — свою часть). Мировоззрение человека (общие представления о том, как устроен природный и социальный мир в целом) не может быть разорванным, половинчатым. Поэтому гуманитарные и естественнонаучные знания вынуждены взаимодействовать, как бы мучительно это порой не происходило (вспомним хотя бы многовековую войну религии с наукой). Третье. Естественнонаучный и гуманитарный типы культур и наук имеют много «пограничных» проблем: проблемы экологии, антропосоциогенеза, генной инженерии (применительно к человеку) и т.д. Решение таких проблем заставляет эти типы культур идти на сотрудничество друг с другом. В начале XXI в. такое единство и взаимосвязь реально проявляется в следующих формах: • в изучении сложных социоприродных комплексов, включающих в качестве компонентов человека и общество; в осознании необходимости и реальной организации «гуманитарных экспертиз» естественнонаучных программ; в формировании общей для гуманитарных и естественных наук методологии познания, основанной на идеях эволюции, вероятности и самоорганизации; | 4 )естественнонаучная картина мира-система важнейших понятий,принципов и законов,служащих основой для понимания и объяснения окружающей нас природы. Физическая картина мира - под этим термином понимают представление о природе (иногда в более узком смысле - о неорганическом мире), исходящее из некоторых общих физических принципов. В формировании картины мира наибольшее значение приобретают важнейшие и фундаментальеые принципы и законы естествознания.1)система должна отображать наиболее фундаментальные свойства и закономерности природы.2)все они должны рассматриваться в рамках единой,целостной картины.3)еств.картина должна быть такой общей теоритической моделью окр.природы,которая допускает дополнения,исправления в связи с развитием научных представлений о мире. Механическая картина мира сложилась в результате научной революции XVI–XVII вв. Свой вклад в ее формирование внесли Г. Галилей, И. Кеплер, Р. Декарт, П. Лаплас, И. Ньютон и многие другие ученые.В основу новых представлений науки о мире легли идеи и законы механики, которая стала самым разработанным разделом физики. По сути дела, именно механика является первой фундаментальной физической теорией. Основу механической картины мира составил атомизмна мир. Электромагнитная картина мира Основы новых представлений о материи были заложены в работах X. Эрстеда и А. Ампера в конце XVIII – начале XIX века. М. Фарадей Открыв явление электромагнитной индукции, он сделал вывод, что огромную роль в передаче электрических и магнитных сил играет среда.; Квантово-полевая картина мира В основе современной квантово-полевой картины мира лежит новая физическая теория — квантовая механика, описывающая состояние и движение микрообъектов материального мира 5). Это – главная принципиальная особенность современной естественно-научной картины мира – принцип глобального эволюционизма. Вселенная в целом и во всех ее элементах не могут существовать вне развития. Первую крупную брешь в антиэволюционном настрое классической физики пробыло в начале 20-х годов открытие расширения Вселенной, или иначе – ее нестационарности. Эволюция прорвалась в физику и космологию. Но не только в них. В последние десятилетия благосклонное отношение к эволюционным представлениям начала проявлять и химия. В 20 веке эволюционное учение интенсивно развивалось и в рамках его прародительницы – биологии. Наиболее выдающиеся успехи достигнуты на молекулярно-генетическом уровне: расшифрован генетический механизм передачи наследуемой информации, выяснены роль и структура ДНК и РНК и т.п. Ведущими принципами построения и организации современного научного знания являются: Системность, Глобальный эволюционизм, Самоорганизация, Историчность | |||||||||||||||||||||||||||||||||
6) Наиболее ясная и точная формулировка сущности классического детерминизма принадлежит П. Лапласу, вследствие чего такой детерминизм часто называют также лапласовским детерминизмом. Это — доктрина о всеобщей причинности. Действительно, лапласовский детерминизм основывается на представлении, согласно которому весь окружающий нас мир - это огромная механическая система, начальное состояние которой является точно заданным и в которой не делается никакого различия между движениями "величайших тел Вселенной и легчайших атомов". Главный недостаток лапласовского, как и любого другого механистического детерминизма, состоит прежде всего в том, что он представляет мир, Вселенную как систему, полностью детерминированную исключительно законами механики. Такой взгляд на случайность был продиктован механицизмом старого метафизического материализма, получившего наиболее яркое выражение во французском материализме XVIII в Итак, детерминизм исторически выступает в двух формах:• лапласовского, или механистического, детерминизма, в основе которого лежат универсальные законы классической физики;• вероятностного детерминизма, опирающегося на статистические законы. Поэтому вряд ли целесообразно называть такой детерминизм индетерминизмом.Таким образом, в современной концепции детерминизма органически сочетаются необходимость и случайность. Поэтому мир и события в нем не оказываются ни фаталистически предопределенными, ни чисто случайными, ничем не обусловленными. Классический детерминизм лапласовского типа чрезмерно подчеркивал роль необходимости за счет отрицания случайности в природе и поэтому давал искаженное представление о картине мира.
| 7) В анализе античных доктрин о пространстве и времени остановимся на двух: атомизме Демокрита и системе Аристотеля. Атомистическая доктрина Согласно этой доктрины, всё природное многообразие состоит из мельчайших частичек материи (атомов), которые двигаются, сталкиваются и сочетаются в пустом пространстве. Атомы (бытие) и пустота (небытие) являются первоначалами мира.Бесконечному пространству соответствует бесконечное время. Таким образом, древнегреческие атомисты различали два типа пространства и времени. В их представлениях были реализованы субстанциальная и атрибутивная концепции. Галилей, Декарт и Ньютон рассматривали различные сочетания концепций пространства и инерции: у Галилея признаётся пустое пространство и круговое инерциальное движение, Декарт дошёл до идеи прямолинейного инерциального движения, но отрицал пустое пространство, и только Ньютон объединил пустое пространство и прямолинейное инерциальное движение. Ньютон разработал строгую научную теорию механики, описывающую и движение небесных тел, и движение земных объектов одними и теми же законами. Природа рассматривалась как сложная механическая система. В рамках механической картины мира сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности. Материя рассматривалась как вещественная субстанция, состоящая из отдельных частиц – атомов или корпускул. | 8)В рамках общей теории относительности пространство-время имеет и единую динамическую природу, а его взаимодействие со всеми остальными физическими объектами (телами, полями) — и есть гравитация. Таким образом, теория гравитации в рамках ОТО и других метрических теорий гравитации есть теория пространства-времени, полагаемого не плоским, а способным динамически менять свою кривизну. Пространство-время непрерывно и с математической точки зрения представляет собой многообразие с лоренцевой метрикой 9) каждое движение тела происходит относительно определенного тела отсчета,и поэтому все физические процессы и законы должны формулироваться по отношению к точно указанной системе отсчета или координат.следовательно,не существует никакого абсолютного расстояния,длины или протяженности,так же как не может быть никакого абсолютного времени.вместо разобщенных координат пространства и времени теория относительности рассматривает взаимосвязанный мир физических событий,который часто называют четырехмерным миром Германа Минковского,который впервые предложил подобную трактовку. В таком мире положение каждого события определяется четырьмя числами:тремя пространственными координатами тела x,y,z и четвертой –временем t/ | 10) Открытие сложного строения атома – важнейший этап становления современной физики. В процессе создания количественной теории строения атома, позволившей объяснить атомные системы, были сформированы новые представления о свойствах микрочастиц, которые описываются квантовой механикой. Представление об атомах как неделимых мельчайших частицах веществ, как уже отмечалось выше, возникло еще в античные времена (Демокрит, Эпикур, Лукреций). Первые косвенные подтверждения о сложной структуре атомов были получены при изучении катодных лучей, возникающих при электрическом разряде в сильно разреженных газах. Эти частицы, получившие название электронов, были открыты в 1897 г. английским физиком Дж. Томсоном. Томсон предложил первую модель атома, представив атом как сгусток материи, обладающий положительным электрическим зарядом, в который вкраплено столько электронов, что превращает его в электрически нейтральное образование. В 1911 г. английским физиком Э. Резерфордом при исследовании движения альфа-частиц в газах и других веществах была обнаружена положительно заряженная часть атома. Резерфорд предложил следующую схему строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электроны.
Кусочки материи. Демокрит | |||||||||||||||||||||||||||||||||
11) После экспериментов Г. Герца в физике окончательно утвердилось понятие поля как объективно существующей физической реальности. Был открыт качественно новый вид материи. Итак, к концу XIX в. физика пришла к выводу, что материя существует в двух видах: дискретного вещества и непрерывного поля. Вещество и поле различаются: формой проявления: вещество дискретно, состоит из атомов; поле непрерывно; особенностями массы: частицы вещества обладают массой покоя, а поле — нет; по проницаемости: вещество мало проницаемо, поле полностью проницаемо; скоростью распространения: для поля она равна скорости света, а скорость движения частиц вещества меньше ее на много порядков. Соответственно этому сформировалось два принципиально различных подхода к описанию материи: корпускулярный (для описания вещества) и континуальный (для описания поля). Однако в результате последующих революционных открытий в физике в конце XIX и начале XX столетий оказались разрушенными представления классической физики о принципиальных Под физическим вакуумом в квантовой физике понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. При этом такое состояние вовсе не обязательно соответствует пустоте: поле в низшем состоянии может быть, например, полем квазичастиц в твёрдом теле или даже в ядре атома, где плотность чрезвычайно высока. Физическим вакуумом называют также полностью лишённое вещества пространство, заполненное полем в таком состоянии. Такое состояние не является абсолютной пустотой. Квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы: происходят так называемые нулевые колебания полейразличиях вещества и поля. | 12) Изучая микрочастицы, ученые столкнулись с парадоксальной, с точки зрения классической науки, ситуацией: одни и те же объекты обнаруживали как волновые, так и корпускулярные свойства. В процессе работы по исследованию теплового излучения «абсолютно черного» тела М. Планк пришел к ошеломляющему выводу о том, что в процессах излучения энергия может быть отдана или поглощена не непрерывно и не в любых количествах, а лишь в известных неделимых порциях — квантах. Величина этих мельчайших порций энергии определяется через число колебаний соответствующего вида излучения и универсальную естественную константу, которую М. Планк ввел в науку под символом h: Е = hy, ставшим впоследствии знаменитым (где hу – квант энергии, у – частота). На основе этого открытия Энштейн разроботал Квантовую теорию света,котораяутверждала, что свет есть постоянно распространяющееся в мировом пространстве волновое явление. И вместе с тем световая энергия имеет прерывную структуру. Свет может рассматриваться как поток световых квантов, или фотонов. Их энергия определяется элементарным квантом действия Планка и соответствующим числом колебаний. Свет различной окраски состоит из световых квантов различной энергии. Термин «элементарная частица» первоначально означал простейшие, далее ни на что не разложимые частицы, лежащие в основе любых материальных образований. Ныне установлено, что частицы имеют ту или иную структуру, тем не менее, исторически сложившееся название продолжает существовать. В настоящее время открыто более 350 микрочастиц. Основными характеристиками элементарных частиц являются масса, заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числа. Массу покоя элементарных частиц определяют по отношению к массе покоя электрона. Существуют элементарные частицы, не имеющие массы покоя, — фотоны. Остальные частицы по этому признаку делятся на лептоны — легкие частицы (электрон и нейтрино); мезоны — средние частицы с массой в пределах от одной до тысячи масс электрона; барионы — тяжелые частицы, чья масса превышает тысячу масс электрона и в состав которых входят протоны, нейтроны, гипероны и многие резонансы.
| 13) Закон возрастания энтропии в закрытых системах. Энтропи?я (от греч. — поворот, превращение) — понятие, впервые введённое Клаузиусом в термодинамике для определения меры необратимого рассеивания энергии, меры отклонения реального процесса от идеального. Определённая как сумма приведённых теплот, она является функцией состояния и остаётся постоянной при обратимы процессах, тогда как в необратимых — её изменение всегда положительно. Второй закон термодинамики: Энтропия замкнутой системы, т.е. системы, которая не обменивается с окружением ни энергией ни веществом, постоянно возрастает. Таким образом, энтропия указывает направление самопроизвольно протекающих процессов. Системы эволюционируют в сторону увеличения в них беспорядка, хаоса и дезорганизации. Рост энтропии указывает на приближение системы к состоянию термодинамического равновесия, в которой всякое производство работы становится невозможным. В состоянии равновесия энтропия принимает максимальное значение. Термодинамика впервые ввела в физику понятие времени в весьма своеобразной форме, а именно необратимого процесса возрастания энтропии в системе. Чем выше энтропия, тем больший временной промежуток прошла система в своей эволюции.
| 14) Соотношение неопределенностей сформулировано В. Гейзенбергом. В соответствии с ним, в квантовой механике не существует состояний, в кот и местоположение, и кол-во движения имели бы вполне определенное значение. Частица со строго определенным импульсом совершенно не локализована. Чем более определенным становится импульс, тем менее определенно ее положение. Для абсолютно точной локализации микрочастицы необходимы бесконечно большие импульсы, что физически не может быть осуществлено. Совр физика элементарных частиц показывает, что при очень сильных воздействиях на частицу она вообще не сохраняется, а происходит даже множественное рождение частиц. Только часть относящихся к квантовой системе физ величин может иметь одновременно точные значения, остальные величины оказываются неопределенными. Поэтому во всякой квантовой системе не могут одновременно равняться нулю все физ величины. В. Гейзенберг так раскрывает содержание соотношения неопределенностей: никогда нельзя одновременно точно знать оба параметра — координату и скорость. Никогда нельзя одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении она движется. Если ставится эксперимент, кот точно показывает, где частица находится в данный момент, то движение нарушается в такой степени, что частицу после этого невозможно найти. И наоборот, при точном измерении скорости нельзя определить место расположения частицы. Соотношение неопределенностей есть выражение невозможности наблюдать микромир, не нарушая его. Любая попытка дать четкую картину микрофизических процессов должна опираться либо на корпускулярное, либо на волновое толкование. При корпускулярном описании измерение проводится для того, чтобы получить точное значение энергии и величины движения микрочастицы. При экспериментах, направленных на точное определение места, напротив, используется волновое объяснение. Философское осмысление вероятностного характера поведения микрочастиц показало, что случайность и неопределенность есть фундаментальное свойство природы и присуще всему, начиная от элементарных частиц до одухотворенной деятельности человека. |
15) Фундаментальным принципом квантовой механики является также принцип дополнительности, кот Н. Бор дал следующую формулировку: "Понятия частицы и волны дополняют друг друга и в то же время противоречат друг другу, они являются дополняющими картинами происходящего". Ни одна теория не может описать объект исчерпывающим образом, чтобы исключить возможность альтернативных подходов. "Несовместимости" с точки зрения классической науки в рамках неклассической не исключают, а дополняют друг друга. Противоречия корпускулярно-волновых свойств микрообъектов явл рез-ом неконтролируемого взаимодействия микрообъектов и макроприборов. Имеется 2 класса приборов: в одних квантовые объекты ведут себя как волны, в других — подобно частицам. В экспериментах мы наблюдаем не реальность как таковую, а лишь квантовое явление, включающее результат взаимодействия прибора с микрообъектом. Н. Бор образно заметил, что волны и частицы — это "проекции" физ реальности на экспериментальную ситуацию. Н. Бор и считал, что физик познает не саму реальность, а лишь собственный контакт с ней. Принципиально новыми открытиями в исследовании микромира стали следующие: • каждая элементарная частица обладает как корпускулярными, так и волновыми свойствами; • вещество может переходить в излучение; • можно предсказать место и импульс элементарной частицы только с определенной вероятностью; • прибор, исследующий реальность, влияет на нее; • точное измерение возможно только при потоке частиц, но не одной частицы. Ученые признали, что нельзя: • найти объективную истину безотносительно от измерительного прибора; • знать одновременно и положение и скорость частиц; • установить, имеем ли мы в микромире дело с частицами или волнами. | 16) Немецкий физик В.Гейзенберг в 1925 году построил формальную схему, в которой вместо координат и скоростей электрона фигурировали некоторые абстрактные абстрактные величины - матрицы.
| 17) М. Фарадей обнаружил, что временное изменение в магнитных полях создает электрический ток. Осмысливая свои эксперименты, он ввел понятие «силовые линии». М. Фарадей с классической ясностью представлял себе действие электрических сил от точки к точке в их «силовом поле». | 18) Универсальные и статистические законы естествознания. |
19)Большой взрыв и этапы эволюции Вселенной. Большим взрывом наз-ся явление возникн-я Вселенной. В рамках этой концепции полагается, что начальным состоянием Вселенной была точка, называемая точкой сингулярности, в кот. были сосредоточены все вещество и энергия. Она характ-сь бесконечно большой плотностью материи. В таком состоянии д.б.произойти «большой взрыв». Предполагают, что взрыв произошёл примерно 15-20 млрд лет назад и сопровождался сначала быстрым, а потом более умеренным расширением и охлаждением Вселенной. По степени расширения учёные судят о состоянии материи на разных стадиях её эволюции. Т.о. выделяют 4 эры эволюции Вселенной: адронную, лептонную, фотонную и звёздную. а)Адронная эра. При очень высоких температурах и плотности в самом начале существования Вселенной материя состояла из элементарных частиц. Вещество на самом раннем этапе состояло из адронов, и поэтому ранняя эра эволюции Вселенной называется адронной. К моменту, когда возраст Вселенной достиг одной десятитысячной секунды (10-4с.), температура ее понизилась. Энергии частиц и фотонов не хватало уже для возникновения самых легких адронов - пионов. Пионы, существовавшие ранее, распадались, а новые не могли возникнуть. б)Лептонная эра. Она начинается с распада последних адронов - пионов - в мюоны и мюонное нейтрино. Во время этого этапа начинается независимое существование электронного и мюонного нейтрино, которые мы называем “реликтовыми”. Всё пространство Вселенной наполнилось огромным количеством реликтовых электронных и мюонных нейтрино. Возникает нейтринное море. в) Фотонная эра или эра излучения. Температура Вселенной понизилась ещё сильней, происходит постепенное уничтожение электронов и позитронов. К концу лептонной эры фотонов было в 2 млрд раз больше, чем протонов и электронов. Важнейшей составной Вселенной после лептонной эры становятся фотоны, причем не только по количеству, но и по энергии. г) После “большого взрыва” наступила продолжительная эра вещества, эпоха преобладания частиц. Мы называем её звездной эрой. Она продолжается со времени завершения “большого взрыва” (приблизительно 300 000 лет) до наших дней. По сравнению с периодом “большим взрыва” её развитие представляется как будто слишком медленным. Это происходит по причине низкой плотности и температуры. Характер любой системы, как известно, зависит не только от состава и строения ее элементов, но и от их взаимодействия. Именно такое взаимодействие определяет специфические, целостные свойства самой системы. Поэтому при исследовании разнообразных веществ и их реакционной способности ученым приходилось заниматься и изучением их структур. Соответственно уровню достигнутых знаний менялись и представления о химической структуре веществ. Хотя разные ученые по-разному истолковывали характер взаимодействия между элементами химических систем, тем не менее все они подчеркивали, что целостные свойства этих систем определяются именно специфическими особенностями взаимодействия между их элементами. химического строения. Александр Михайлович Бутлеров обращал особое внимание на степень напряжения или энергии, с которой они связываются друг с другом. Именно поэтому новые идеи А.М. Бутлерова нашли не только широкое применение в практике химического синтеза, но и получили свое обоснование в квантовой механике. | 20)Большой взрыв и этапы эволюции Вселенной. Большим взрывом наз-ся явление возникн-я Вселенной. В рамках этой концепции полагается, что начальным состоянием Вселенной была точка, называемая точкой сингулярности, в кот. были сосредоточены все вещество и энергия. Она характ-сь бесконечно большой плотностью материи. В таком состоянии д.б.произойти «большой взрыв». Предполагают, что взрыв произошёл примерно 15-20 млрд лет назад и сопровождался сначала быстрым, а потом более умеренным расширением и охлаждением Вселенной. По степени расширения учёные судят о состоянии материи на разных стадиях её эволюции. Т.о. выделяют 4 эры эволюции Вселенной: адронную, лептонную, фотонную и звёздную. а)Адронная эра. При очень высоких температурах и плотности в самом начале существования Вселенной материя состояла из элементарных частиц. Вещество на самом раннем этапе состояло из адронов, и поэтому ранняя эра эволюции Вселенной называется адронной. К моменту, когда возраст Вселенной достиг одной десятитысячной секунды (10-4с.), температура ее понизилась. Энергии частиц и фотонов не хватало уже для возникновения самых легких адронов - пионов. Пионы, существовавшие ранее, распадались, а новые не могли возникнуть. б)Лептонная эра. Она начинается с распада последних адронов - пионов - в мюоны и мюонное нейтрино. Во время этого этапа начинается независимое существование электронного и мюонного нейтрино, которые мы называем “реликтовыми”. Всё пространство Вселенной наполнилось огромным количеством реликтовых электронных и мюонных нейтрино. Возникает нейтринное море. в) Фотонная эра или эра излучения. Температура Вселенной понизилась ещё сильней, происходит постепенное уничтожение электронов и позитронов. К концу лептонной эры фотонов было в 2 млрд раз больше, чем протонов и электронов. Важнейшей составной Вселенной после лептонной эры становятся фотоны, причем не только по количеству, но и по энергии. г) После “большого взрыва” наступила продолжительная эра вещества, эпоха преобладания частиц. Мы называем её звездной эрой. Она продолжается со времени завершения “большого взрыва” (приблизительно 300 000 лет) до наших дней. По сравнению с периодом “большим взрыва” её развитие представляется как будто слишком медленным. Это происходит по причине низкой плотности и температуры. | 21) КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ дуализм, заключается в том, что любые микрочастицы материи (фотоны, электроны, протоны, атомы и другие) обладают свойствами и частиц (корпускул) и волн. Количественное выражение корпускулярно-волнового дуализма - соотношение, введенное в 1924 Л. де Бройлем (смотри Волны де Бройля). Корпускулярно-волновой дуализм получил объяснение в квантовой механике. Новый радикальный шаг в развитии физики был связан именно с распространением корпускулярно-волнового дуализма на мельчайшие частицы вещества — электроны, протоны, нейтроны и другие микрообъекты. В классической физике вещество всегда считалось состоящим из частиц, и потому волновые свойства казались явно чуждыми ему. Тем удивительнее оказалось обнаружение существования у микрочастиц волновых свойств. Первым гипотезу о наличии волновых свойств у микрочастиц материи высказал в 1924 г. известный французский ученый Л. де Бройль. По-видимому, он руководствовался при этом интуитивной идеей о симметрии между веществом и полем и особенно новыми взглядами на свет, элементарные объекты которого — фотоны — обладают одновременно волновыми и корпускулярными свойствами. Несмотря на коренное различие между веществом и полем, такая глубокая аналогия оказалась верной и послужила исходной точкой для разработки новой квантовой физики. Гипотеза де Бройля состояла в следующем: Каждой материальной частице независимо от ее природы следует поставить в соответствие волну, длина которой обратно пропорциональна импульсу частицы. Экспериментально эта гипотеза была подтверждена в 1927 г. американскими физиками К. Дэвиссоном и Л. Джермером, впервые обнаружившими явление дифракции электронов на кристалле никеля. Как мы уже знаем, явление дифракции свидетельствует о типично волновом характере явления. Впоследствии такая же дифракционная картина была обнаружена у протонов, нейтронов и других элементарных частиц при прохождении ими через дифракционную решетку. Таким образом, было установлено, что как фотоны, т.е. кванты света, так и вещественные частицы, такие, как электрон, протон, нейтрон и другие, обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами. Это принципиально новое явление, названное впоследствии дуализмом волны и частицы, совершенно не укладывалось в рамки классической физики. Здесь перед нами совершенно новое явление, заключающееся в том, что всякая попытка наблюдения микрообъектов сопровождается изменением характера их движения. Поэтому любое наблюдение микрообъектов с помощью приборов и измерительных средств исследователя в мире мельчайших частиц материи сопровождается изменением их состояния. Конечно, влияние средств наблюдения на наблюдаемые объекты было известно ученым и в классической физике. Но оно никак не учитывалось в классических теориях. В квантовой же физике этим влиянием уже нельзя было пренебречь. Именно это обстоятельство вызывает обычно возражение со стороны тех, кто не видит различия между микро- и макрообъектами. В макромире, в котором мы живем, мы не замечаем влияния приборов наблюдения и измерения на макротела, которые изучаем, поскольку практически такое влияние чрезвычайно мало и поэтому им можно пренебречь. В этом мире как приборы и инструменты, так и сами изучаемые тела характеризуются тем же порядком величин. Совершенно иначе обстоит дело в микромире, где макроприбор не может не влиять на микрообъекты. |
Дата добавления: 2015-08-28; просмотров: 76 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |