Воронов В.К., Подоплелов А.В. ФИЗИКА НА ПЕРЕЛОМЕ ТЫСЯЧЕЛЕТИЙ.
Книга 1: Физика самоорганизующихся и упорядоченных систем. Новые объекты атомной и ядерной физики. Квантовая информация. Происхождение жизни и мышления с точки зрения современной физики. Кн.1. Изд. стереотип.

Оглавление

Предисловие авторов

Принципиальным моментом современного развития науки является все возрастающий объем знаний. Зародившись в древнем мире в связи с потребностями общественной практики, наука превратилась в производительную силу и важнейший социальный институт, оказывающий значительное влияние на все сферы общества и культуру в целом. Объем научной деятельности с XVII века удваивается примерно каждые 10–15 лет (рост открытий, научной информации, числа научных работников). Следствием стремительного роста объема информации является все более увеличивающийся разрыв между достигнутым наукой уровнем знаний и тем, что преподается в вузе.

В одном из своих выступлений профессор С.П.Капица высказал мысль, что каждое поколение должно написать свой учебник по физике. Возникают вопросы: "Пришло ли время для написания такого учебника и если да, то готово ли нынешнее поколение (конца XX – начала XXI века) сделать это? И самое главное – каким должно быть содержание такого учебного издания?" Говоря об истории развития физики, известный американский физик-популяризатор науки Джей Орир, до некоторой степени произвольно, выделил три периода – классический, новый и современный. К концу XIX века были подробно изучены такие разделы физики, как механика, термодинамика, электромагнетизм, оптика и гидродинамика. Разработка теории этих разделов казалась в основных чертах завершенной, так что в дальнейшем вряд ли можно было ожидать каких-либо новых важных открытий. Совокупность этих разделов принято было называть классической физикой.

В самом конце XIX века и на протяжении первых трех десятилетий XX века в физике был сделан ряд удивительных открытий. Было обнаружено явление радиоактивности, которое в дальнейшем стало использоваться для исследования строения атома. Создание теории относительности заставило пересмотреть прежние взгляды на пространство и время. Попытки описать строение атома привели к созданию квантовой теории. Этот период, на протяжении которого изменился весь характер физических исследований, стали называть периодом новой физики.

В 30-х годах XX века впервые наблюдалось радиоизлучение звезд, были открыты нейтрон и деление атомных ядер. Эти и другие открытия привели к накоплению огромного количества результатов в новых областях физики, и это продолжает происходить и в настоящее время. Подобное развитие физических исследований, следствием которых явились дальнейшие открытия и возникновение новых идей, привело к созданию современной физики.

Отличительной чертой современного естествознания, наряду с ростом объема информации, является все более усиливающаяся интеграция научных исследований. Такая тенденция делает все более условным деление естествознания на строго конкретные разделы. Хотя главенствующая роль физики, изучающей простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира, остается, равно как остается и специфика предмета исследований других разделов естествознания.

Указанные особенности (стремительный рост научной информации и все более усиливающая интеграция различных разделов естествознания) ставят проблемы методологического характера, которые необходимо решать в процессе издания учебной литературы. Актуальность проблемы еще усиливается и тем фактом, что очень часто делается акцент на то, как учить. Хотя проблема состоит в другом: чему учить? И, конечно, фактическое прекращение массового выпуска научной и учебной литературы во многом сдерживает решение обсуждаемой здесь проблемы.

Вышеизложенное побудило нас взяться за подготовку и издание данной книги, в которой нашли бы отражение достижения физики за последние примерно пятьдесят лет. Она написана на основании материала, отобранного из различных источников (обзорные статьи, монографии, учебники). Преимущественные источники, которые мы использовали – статьи, опубликованные в журнале "Успехи физических наук" и в Соросовском образовательном журнале. Список литературы приводится в конце каждой главы. В целом ряде случаев в него включаются источники, из которых материал не брался вовсе или, если это делалось, то в небольшом объеме. Но они могут быть полезными для углубленного изучения материала, что и побудило нас таким образом расширить список литературы, содержащий более двухсот пятидесяти наименований. Таким образом, читатель нашего издания получает возможность использовать обширный список публикаций по различным разделам современной физики.

Мы понимаем сложность поставленной нами задачи. Но ее нужно начинать решать уже сейчас. Для этого необходим какой-то опыт, нужно сделать первый шаг. Хочется верить, что этот первый шаг нам удался. Учитывая, что за указанный выше период накоплен огромный научный материал, а объем книги (так же как и срок обучения студентов) ограничен, налицо необходимость делать выбор. Работая над книгой, мы имели в виду прежде всего студентов технических специальностей. Конечно, это не случайно. Технический прогресс, свидетелями которого мы являемся, оказался возможным прежде всего благодаря достижениям науки последних нескольких десятилетий. В то же время мы включили те разделы физики, которые, возможно, непосредственно не влияют на технический прогресс, однако без них невозможно понять тот мир, в котором мы живем.

Если говорить об уровне изложения материала нашей книги, то его можно считать промежуточным между учебником и научным обзором. Стало быть, в первую очередь ее читателями должны стать студенты старших курсов, которым уже были прочитаны соответствующие курсы физики и математики. Мы полагаем, что материал ее может быть изложен в течение 35–40 двухчасовых лекций. Мы стремились к тому, чтобы изложение включаемого материала носило интересную форму, что способствует более сознательному его усвоению. Эту же цель преследуют контрольные вопросы к каждой главе книги, а также многочисленные иллюстрации.

Об авторах

Воронов Владимир Кириллович

Доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки Российской Федерации, лауреат премии Правительства Российской Федерации в области образования. Профессор Иркутского национального исследовательского технического университета. Научные интересы связаны с решением проблем молекулярной спектроскопии и физико-органической химии методами ядерного магнитного резонанса высокого разрешения и квантовой химии. Последние примерно двадцать лет в круг научных интересов входят исследования в области квантовой информации, а также научно-методическая проблематика, связанная с познавательными барьерами студентов вузов. Российской академией естествознания награжден золотой медалью «За новаторскую работу в области высшего образования».

Подоплелов Алексей Витальевич

Доктор химических наук, профессор, научный эксперт компании «ХТлаб» (Пфеффикон, Швейцария). Лауреат премии Правительства Российской Федерации в области образования. Научная деятельность связана с изучением парамагнитных частиц методами ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. Является известным специалистом по исследованию эффектов электронных и ядерных спинов на протекание реакций с участием радикалов. Автор (соавтор) более 70 публикаций, включая 9 книг.