Философско-методологические проблемы физики

 

1. Место физики в системе наук и основные задачи философии физики

Философия и естествознание. Физика как фундамент естествознания. Физическая картина мира и её эволюция в истории. Физика: эпистемологические проблемы. Физика: вопросы методологии. Системность как методологический регулятив научного познания. Место физики в системе наук. Физика и философия. Физика и математика. Физика и техника. Критика физикализма и индуктивизма в философии науки.

 

2. Онтологические проблемы физики

Понятие онтологии физического знания. Онтологический статус физической картины мира. Эволюция физической картины мира и изменение онтологии физического знания. Механическая, электромагнитная и современная квантово-релятивистская картины мира как этапы развития физического познания.Частицы и поля как фундаментальные абстракции современной физической картины мира и проблема их онтологического статуса. Онтологический статус виртуальных частиц. Проблемы классификации фундаментальных частиц. Типы взаимодействий в физике и природа взаимодействий. Стандартная модель фундаментальных частиц и взаимодействий и ее концептуальные трудности. Физический вакуум и поиски новой онтологии. Стратегия поисков фундаментальных объектов и идеи бутстрапа. Теория струн и «теория всего» (ТОЕ) и проблемы их обоснования.

 

3. Проблемы пространства и времени

Проблема пространства и времени в классической механике. Роль коперниканской системы мира в становлении галилей-ньютоновых представлений о пространстве. Понятие инерциальной системы и принцип инерции Галилея. Принцип относительности Галилея, преобразования Галилея и понятие ковариантности законов механики. Понятие абсолютного пространства. Философские и религиозные предпосылки концепции абсолютного пространства и проблема ее онтологического статуса.

Теоретические, экспериментальные и методологические предпосылки изменения галилей-ньютоновских представлений о пространстве и времени в связи с переходом от механической к электромагнитной картине мира.

Специальная и общая теории относительности (СТО и ОТО) А. Эйнштейна как современные концепции пространства и времени. Субстанциальная и реляционная концепции пространства и времени. Статус реляционной концепции пространства и времени в СТО. Понятие о едином пространственно-временном континууме Г. Минковского. Релятивистские эффекты сокращения длин, замедления времени и зависимости массы от скорости в инерциальных системах отсчета. Анализ роли наблюдателя в релятивистской физике.

Теоретические, методологические и эстетические предпосылки возникновения ОТО. Роль принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс в ОТО. Статус субстанциальной и реляционной концепций пространства-времени в ОТО. Проблема взаимоотношения пространственно-временного континуума и гравитационного поля. Пространство-время и вакуум.

Концепция геометризации физики на современном этапе. Понятие калибровочных полей. Интерпретация взаимодействий в рамках теории калибровочных полей. Топологические свойства пространства-времени и фундаментальные физические взаимодействия.

 

4. Проблемы детерминизма

Концепция детерминизма и ее роль в физическом познании. Детерминизм и причинность. Дискуссии в философии науки по поводу характера причинных связей. Критика Д. Юмом принципа причинности как порождающей связи. Причинность и закон. Противопоставление причинности и закона в работах О. Конта. Критика концепции Конта в работах Б. Рассела, Р. Карнапа, К. Поппера. Идея существования двух уровней причинных связей: наглядная и теоретическая причинность. Причинность и целесообразность. Телеология и телеономизм. Причинное и функциональное объяснение. Вклад дарвинизма и кибернетики в демистификацию понятия цели. Понятие цели в синергетике.

Понятие «светового конуса» и релятивистская причинность. Проблемы детерминизма в классической физике. Концепция однозначного (жесткого) детерминизма. Статистические закономерности и вероятностные распределения в классической физике. Вероятностный характер закономерностей микромира. Статус вероятности в классической и квантовой физике. Концепция вероятностной причинности. Попперовская концепция предрасположенностей и дилемма детерминизм-индетерминизм. Дискуссии по проблемам скрытых параметров и полноты квантовой механики. Философский смысл концепции дополнительности Н. Бора и принципа неопределенности В. Гейзенберга.

Изменение представлений о характере физических законов в связи с концепцией «Большого взрыва» в космологии и с формированием синергетики. Причинность в открытых неравновесных динамических системах.

 

5. Познание сложных систем и физика

Системные идеи в физике. Представление о физических объектах как системах. Три типа систем: простые механические системы; системы с обратной связью; системы с саморазвитием (самоорганизующиеся системы).

Противоречие между классической термодинамикой и эволюционной биологией и концепция самоорганизации. Термодинамика открытых неравновесных систем И. Пригожина. Статус понятия времени в механических системах и системах с саморазвитием. Необратимость законов природы и «стрела времени». Синергетика как один из источников эволюционных идей в физике. Детерминированный хаос и эволюционные проблемы.

 

6. Проблема объективности в современной физике

Квантовая механика и постмодернистское отрицание истины в науке. Неоднозначность термина «объективность» знания: объективность как «объектность» описания (описание реальности без отсылки к наблюдателю); и объективность в смысле адекватности теоретического описания действительности.

Проблематичность достижения «объектности» описания и реализуемость получения знания, адекватного действительности. Трудности достижения объективно истинного знания. «Недоопределенность» теории эмпирическими данными и внеэмпирические критерии оценки теорий. «Теоретическая нагруженность» экспериментальных данных и теоретически нейтральный язык наблюдения.

Роль социальных факторов в достижении истинного знания. Критическая традиция в научном сообществе и условие достижения объективно истинного знания (К. Поппер).

 

7. Физика, математика и компьютерные науки

Роль математики в развитии физики. Математика как язык физики. Математические методы и формирование научного знания. Три этапа математизации знания: феноменологический, модельный, фундаментально-теоретический.«Коэволюция» вычислительных средств и научных методов.

Понятие информации: генезис и современные подходы. Материя, энергия, информация как фундаментальные категории современной науки. Проблема включаемости понятия информации в физическую картину мира. Связь информации с понятием энтропии. Проблема описания информационно открытых систем. Квантовые корреляции и информация.

Р. Фейнман о возможности моделирования физики на компьютерах. Ограничения на моделирование квантовых систем с помощью классического компьютера. Понятие квантового компьютера. Вычислительные машины и принцип Черча-Тьюринга. Квантовая теория сложности. Связи между принципом Черча-Тьюринга и разделами физики.

Контрольные вопросы к кандидатскому экзамену

1. Место физики в системе наук.Естественные науки и культура.

2. Онтологические, эпистемологические и методологические осно­вания фундаментальности физики.

3. Специфика методов физического позна­ния.

4. Физика и синтез естественнонаучного и гуманитарного знания. Роль синергетики в этом синтезе.

5. Понятие онтологии физического знания. Эволюция физической картины мира и изменение он­тологии физического знания.

6. Механическая, электромагнитная и современ­ная квантово-релятивистская картины мира как этапы развития физического познания.

7. Учение Платона о материи (диалог «Тимей»).

8. Учение о движении в физике и космологии Аристотеля (трактаты «Физи­ка» и «О небе»).

9. Проблема относительности движения (от У. Оккама и Ж. Буридана до Г. Галилея, Р. Декарта, Х. Гюйгенса и И. Ньютона).

10. Роль астрономии в формировании и развитии классической механики (от Н. Коперника к И. Кеплеру, Г. Галилею и И. Ньютону).

11. «Математические начала натуральной философии» Ньютона: основные понятия и принципы классической механики.

12. Проблема пространства и времени в классической механике. Роль коперниканской системы мира в становлении галилей-ньютоновых представле­ний о пространстве.

13. Теоретические, экспериментальные и методологические предпосылки изменения галилей-ньютоновских представлений о пространстве и времени в связи с переходом от механической к электромагнитной картине мира.

14. Специальная и общая теории относительности (СТО и ОТО) А. Эйнштейна как современные концепции пространства и времени.

15. Концепция детерминизма и ее роль в физическом познании. Детерминизм и причинность. Дискуссии в философии науки по поводу характера причинных связей.

16. Проблемы детерминизма в классической физике. Статус вероятности в классической и квантовой физике. Концеп­ция вероятностной причинности.

17. Философский смысл концепции дополнительности Н. Бора и принципа неопределенности В. Гейзенберга.

18. Изменение представлений о характере физических законов в связи с концепцией «Большого взрыва» в космологии и с формированием синергетики. Причинность в открытых неравновесных динамических системах.

19. Системные идеи в физике. Представление о физических объектах как системах. Типы систем.

20. Синергетика как один из источников эволюционных идей в физике. Детерминированный хаос и эволюционные проблемы.

21. Проблема объективности в современной физике.Квантовая механика и постмодернистское отрицание истины в науке.

22. Роль математики в развитии физики. Математика как язык физики. Математические методы и формирование научного знания.

 

Рекомендуемая литература

1. Бунге М. Философия физики. М., 2010.

2. Всемирная история физики. С древнейших времен до конца XVIII века. Я. Дорфман. М., 2014.

3. Дойч Д. Начало бесконечности. Объяснения, которые меняют мир. М., 2014.

4. Драма идей в познании природы: частицы, поля, заряды. Зельдович Я.Б., Хлопов М.Ю. М., 2014.

5. Изобретая инструменты науки будущего: Ускоряющая науку ТРИЗ: Физика ускорителей, лазеров, плазмы. Серый А.А., Серая Е.И. М., 2016.

6. Канке В.А. Философия математики, физики, химии, биологии. М., 2011.

7. Карнап Р. Философские основания физики: введение в философию науки. М., 2008.

8. Космология, физика, культура / отв. ред. В.В. Казютинский. М., 2011.

9. Липкин А.И. Основания физики: Взгляд из теоретической физики. М., 2014.

10. Мальцев Н.Н. Энергетика Вселенной. Философия фундаментальной физики. М., 2011.

11. Павленко А.Н. Философские проблемы космологии. Вселенная из «ничего» или Вселенная из «небытия»? М., 2012.

12. Пенроуз Р. Путь к реальности, или законы, управляющие Вселенной. М.-Ижевск, 2007.

13. Пригожин И., Стенгерс И. Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. М., 2003.

14. Причинность и телеономизм в современной естественно-научной парадигме / отв. ред. Е.Л. Мамчур, Ю.В. Сачков. М., 2002.

15. Смолин Л. Возвращение времени. От античной космологии к космологии будущего. М., 2014.

16. Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук / под ред. В.В. Миронова. М., 2006.

17. Степин В.С. Философия и методология науки. М., 2015.

18. Тюрин Е.Л. Философия физики. Конструктивное исследование фундаментальных концепций. М., 2014.

19. Уэвелл У. История философии греческих школ по отношению ее к физической науке. М., 2011.

20. Физика в системе культуры. М., 1996.

21. Физика и ее парадигмы в датах и цитатах. Попков В.И. (ред.). М., 2011.

22. Физика и математика: Анализ оснований взаимоотношения. Методология современного естествознания. Баксанский О.Е. М., 2014.

23. Философия естественных наук. Под ред. С. А. Лебедева. М., 2006.

24. Философия и естествознание. Антология. Ред.: О. Назарова. М., 2010.

25. Хокинг С. Краткая история времени. От Большого Взрыва до черных дыр. СПб., 2015.

26. Хокинг С. Мир в ореховой скорлупке. СПб., 2016.

27. Чудинов Э.М. Философские проблемы современной физики. М., 2010.