| Предисловие |
| Вступление |
| | Диалог. О некоторых тревожных тенденциях |
| | § 1. | Физика в современном мире |
| | | 1.1. | Физика как важнейший источник знаний об окружающем мире |
| | | 1.2. | Физика как основа научно-технического прогресса |
| | | 1.3. | Физика как важнейший компонент человеческой культуры |
| | Диалог. О диалектике и метафизике |
| 1 | Долгий путь к современной естественно-научной картине мира |
| | § 2. | Первые шаги |
| | | 2.1. | Зарождение науки в античную эпоху |
| | | 2.2. | Три научных программы античности |
| | | 2.3. | Континуалистская физическая программа Анаксагора–Аристотеля |
| | | 2.4. | Атомистическая физическая программа Демокрита–Эпикура |
| | | 2.5. | Поэма Лукреция "О природе вещей" |
| | Диалог. О научных революциях |
| | § 3. | Механическая картина мира |
| | | 3.1. | Становление механики |
| | | 3.2. | Мир Декарта и мир Ньютона |
| | | 3.3. | Атомисты XVII–XVIII веков |
| | | 3.4. | Мир как сложный и точный часовой механизм |
| | | 3.5. | Основные черты механической картины мира |
| | Диалог. О привычке мыслить механистически |
| | § 4. | Удивительный девятнадцатый век |
| | | 4.1. | В начале века... |
| | | 4.2. | О физиках и философах |
| | | 4.3. | Синтез электродинамики |
| | | 4.4. | Развитие термодинамики. Открытие закона сохранения и превращения энергии |
| | | 4.5. | Успехи атомистики |
| | | 4.6. | Электромагнитная картина мира |
| | Диалог. О привычке видеть за вероятностями однозначные закономерности |
| | § 5. | Кризис физики и "новейшая революция в естествознании" |
| | | 5.1. | Важнейшие открытия, сделанные в период с 1885 по 1905 год |
| | | 5.2. | Кризис физики |
| | | 5.3. | Ленинский анализ "новейшей революции в естествознании" |
| 2 | Современная физика |
| | § 6. | Теория относительности |
| | | 6.1. | Проблема мирового эфира |
| | | 6.2. | Специальная теория относительности |
| | | 6.3. | Вывод преобразований Лоренца по Эйнштейну |
| | | 6.4. | Некоторые следствия из преобразований Лоренца |
| | | 6.5. | Преобразования Лоренца как поворот осей в четырехмерном континууме |
| | | 6.6. | Замечания, касающиеся общей теории относительности |
| | Диалог. О времени |
| | § 7. | Квантовая физика: рождение и становление |
| | | 7.1. | Что такое квантовая физика? |
| | | 7.2. | Рождение квантовой физики |
| | | 7.3. | Первые шаги: теория атома водорода по Бору. Взаимодействие излучения с атомами по Эйнштейну |
| | | 7.4. | От волн материи к волнам вероятности. Уравнение Шр\"едингера и волновая функция |
| | | 7.5. | Соотношения неопределенностей |
| | | 7.6. | Некоторые следствия из соотношений неопределенностей |
| | Диалог. Что такое микрообъект? |
| | § 8. | Квантовая физика: некоторые принципиальные вопросы |
| | | 8.1. | Микрообъект в интерферометре |
| | | 8.2. | Вероятность и амплитуда вероятности перехода |
| | | 8.3. | Электрон в интерферометре: интерференция амплитуд |
| | | 8.4. | Электрон в интерферометре: разрушение интерференции в измерительном акте |
| | | 8.5. | Амплитуда вероятности перехода и волновая функция. Принцип суперпозиции |
| | | 8.6. | Главное в квантовой физике |
| | Диалог. О волнах и вероятностях в квантовой физике |
| | § 9. | Современная физика и научно-техническая революция |
| | | 9.1. | Особенности научно-технической революции. Роль современной физики |
| | | 9.2. | Элементы физики твердого тела |
| | | 9.3. | Физика транзистора |
| | | 9.4. | Может ли свет усиливаться, проходя через вещество? |
| | | 9.5. | Физика лазера |
| | | 9.6. | Почему деление тяжелых атомных ядер может служить источником энергии? |
| | | 9.7. | Физика атомного реактора |
| | | 9.8. | Проблема управляемого термоядерного синтеза |
| | Диалог. О новой оптике, рожденной лазером |
| | § 10. | Вглубь материи: от атома – к кваркам |
| | | 10.1. | Атомное ядро до 1932 года |
| | | 10.2. | Открытие нейтрона |
| | | 10.3. | Открытие нейтрона и законы сохранения энергии и импульса |
| | | 10.4. | "Год чудес" |
| | Небольшой диалог, посвященный пиону |
| | | 10.5. | Элементарные частицы в 1964 году |
| | | 10.6. | Основные типы взаимодействий |
| | | 10.7. | Кварковая структура адронов |
| | | 10.8. | Фундаментальные бозоны и фундаментальные фермионы |
| | | 10.9. | Три этапа в познании строения вещества |
| | Диалог. О путях дальнейшего развития физики |
| | § 11. | Современная естественно-научная картина мира |
| | | 11.1. | Поле и вещество |
| | | 11.2. | Взаимопревращения частиц |
| | | 11.3. | Вероятность в современной картине мира |
| | | 11.4. | Физический вакуум |
| | | 11.5. | Общие замечания о современной естественно-научной картине мира |
| | | 11.6. | Современная космология |
| | | 11.7. | Смена естественно-научной традиции |
| 3 | Методологические вопросы современной физики |
| | § 12. | Фундаментальность вероятностных закономерностей |
| | | 12.1. | Проблема соотношения между динамическими и статистическими (вероятностными) закономерностями |
| | | 12.2. | От динамических физических теорий к статистическим |
| | | 12.3. | Случайность в поведении простых динамических систем |
| | | 12.4. | Классическая механика как статистическая теория |
| | | 12.5. | Законы сохранения и вероятность |
| | | 12.6. | Вероятность в биологии |
| | Диалог. О формировании у школьников правильного отношения к случайному |
| | § 13. | Порядок из хаоса. Диалектика необходимого и случайного |
| | | 13.1. | Отбор информации из шума |
| | | 13.2. | Порядок из хаоса. Самоорганизация в сложных открытых неравновесных системах |
| | | 13.3. | Что такое синергетика? |
| | | 13.4. | Диалектика необходимого и случайного |
| | Диалог. О формировании у школьников вероятностного мышления |
| | § 14. | От симметрии геометрических форм к симметрии физических законов |
| | | 14.1. | Что такое симметрия? |
| | | 14.2. | Живое и неживое с точки зрения симметрии. Проблема возникновения жизни |
| | | 14.3. | Обобщение понятия симметрии |
| | | 14.4. | Симметрия физических законов |
| | | 14.5. | Пример асимметрии физических законов |
| | | 14.6. | Симметрия физических законов и законы сохранения |
| | Диалог. Об использовании понятия симметрии при обучении физике |
| | § 15. | Диалектика симметрии и асимметрии |
| | | 15.1. | Симметрия как проявление "мудрости творца" |
| | | 15.2. | Современный взгляд на симметрию: идея сохранения, выявление общего в объектах или явлениях, ограничение числа возможных вариантов |
| | | 15.3. | Диалектика симметрии и асимметрии |
| | | 15.4. | Диалектика симметрии и асимметрии в научном познании мира и в человеческом творчестве |
| | | 15.5. | Этот удивительно симметричный мир, построенный на вероятности (связь между диалектикой симметрии и асимметрии и диалектикой необходимого и случайного) |
| | § 16. | Принцип соответствия и диалектика процесса познания |
| | | 16.1. | Принцип соответствия в квантовой механике |
| | | 16.2. | Развитие физики и принцип соответствия |
| | | 16.3. | Проблема истины с точки зрения метафизики, физического релятивизма и материалистической диалектики |
| | | 16.4. | Философское значение принципа соответствия |
| | Заключительный диалог. Каким представляется современный школьный курс физики |
| Литература |
Современная физика в средней школе... Что скрывается за этими словами?
Возможно, кто-то подумает, что речь пойдет о том, чтобы познакомить учителя
средней школы с достижениями современной физики, помочь ему популярно
рассказать о них учащимся. Возможно также, кто-то увидит за упомянутыми
словами рекомендации, как надо преподносить современную физику в процессе
преподавания физики в школе. В действительности же автор ставил перед собой
значительно более серьезную задачу. Данная книга посвящена проблеме
перестройки школьной физики, с тем чтобы она наконец стала методологически
соответствовать современной физике, чтобы современная физика не была дополнительной
главой (разделом) школьного курса физики, а определяла
структуру и методологию всего этого курса. Мы полностью разделяем точку
зрения на модернизацию курса физики в средней школе, изложенную в книге
"Основы методики преподавания физики в средней школе": "Модернизация
курса физики предусматривает не только включение в него вопросов современной
физики, но и изложение вопросов классической физики (в значительной части
даже традиционных) по-новому, с применением новых методов исследования
и приемов мышления, а также предполагает усиление классификации,
систематизации и обобщения знаний под углом зрения общих идей... Его научный
уровень должен соответствовать современному уровню развития науки, и вместе
с тем этот курс должен быть доступным для учеников массовой школы по объему
и глубине изложения" [91, с.77].
Данная книга состоит из трех глав (16 параграфов), в которых рассмотрены
развитие физики, современная естественно-научная картина мира,
методологические вопросы современной физики. Параграфы перемежаются
диалогами между автором и воображаемым читателем – практикующим учителем
физики. В этих диалогах предпринята попытка спроецировать рассматриваемые
вопросы на школьный курс физики, взглянуть на них с точки зрения процесса
обучения физике. Автор выносит на обсуждение методические и методологические
вопросы, фокусируя внимание на диалектической сущности современной физики
и на необходимости формирования у учащихся диалектического мышления на уроках
физики. Рассматриваются многочисленные конкретные примеры, которые могут быть использованы
учителем физики в практике преподавания.
Книга предназначается, в первую очередь, учителям физики и методистам
по физике. Она может быть полезна также ученикам старших классов и студентам
вузов гуманитарного профиля. В физико-математических классах школы данная
книга может служить учебным пособием по курсу, посвященному концепциям
современного естествознания.
Тарасов Лев Васильевич