МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова

Физический факультет

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по развитию образования

_Е.В.Сапир

"_"2012 г.

Рабочая программа дисциплины послевузовского профессионального образования (аспирантура) Теоретико-полевое описание микро-, макро- и мегамира по специальности научных работников 01.04.02 Теоретическая физика 2 Ярославль 2012 1. Цели освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Теоретико-полевое описание микро-, макро- и мегамира»

в соответствии с общими целями основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) (далее образовательная программа послевузовского профессионального образования) является изучение свойств элементарных частиц в сильном магнитном поле с учетом квантовой поляризации вакуума.

2. Место дисциплины в структуре ООП послевузовского профессионального образования (аспирантура) Дисциплина “ Теоретико-полевое описание микро-, макро- и мегамира ” относится к разделу обязательные дисциплины (подраздел специальные дисциплины отрасли науки и научной специальности) по специальности научных работников 01.04.02 « Теоретическая физика». Изложение данного курса необходимо для подготовки специалистов в области квантовой теории поля и современной физики элементарных частиц.

Для освоения данной дисциплиной обучающиеся должны знать квантовую теорию поля, решения основных полевых уравнений во внешнем магнитном поле, владеть аппаратом диаграммной техники Фейнмана в квантовой теории поля.

3. Требования к результатам освоения содержания дисциплины В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

Знать:

понимать и глубоко осмысливать философские концепции естествознания, место естественных наук в выработке научного мировоззрения основные подходы к описанию свойств решений полевых уравнений;

основные принципы описания квантовых процессов.

Уметь:

приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение;

формировать и аргументированно отстаивать собственную позицию по различным философским проблемам естествознания и использовать КЭД – лагранжиан и соответствующие ему правила диаграммной техники для расчетов процессов с участием нейтрино, фотонов и электронов.

Владеть:

основами методологии научного познания при изучении различных уровней организации материи, пространства и времени.

навыками расчетов простейших процессов древесного и однопетлевого приближения КЭД во внешнем поле.

навыками расчетов ширин и сечений процессов во внешнем магнитном поле.

4. Структура и содержание дисциплины «Теоретико-полевое описание микро-, макро- и мегамира»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часа.

Курс № Раздел Виды учебной Формы текущего Неделя п/п Дисциплины работы, включая контроля успеваемости самостоятельную (по неделям) работу обучающихся Форма промежуточной и трудоемкость аттестации (в часах) Форма обуч.:

очная/заочная лек пр Кср сам классификация наук, основные уравнения теоретической времени. Калибровочная симметрия материи. Квантование полей.

Антропный принцип.

Прогресс естественных наук и Тема 1. Введение, классификация наук, основные уравнения теоретической физики Основные понятия современного естествознания. Классификация естественных наук Ш.

Глэшоу. История, успехи и трудности описания материи простейшими полевыми уравнениями.

Тема 2. Современные представления о пространстве и времени. Калибровочная симметрия Пространство Евклида, Римана, Лобачевского. Четырехмерное пространство-время Минковского. Физика и геометрия: гравитация и искривление пространства.

Пространство-время чёрной дыры. Высшие размерности пространства-времени, мир как брана. Компактификация размерности. Фрактальная размерность пространства.

Внутренние пространства и симметрии: изотопическая, унитарная. Гильбертово пространство состояний квантовой системы.

Тема 3. Современные представления о строении материи. Квантование полей Особенности квантования заряженных полей Представления древних атомистов.

Молекулярно–кинетическая теория вещества. Закон Дальтона. Периодическая система элементов Менделеева. Открытие электрона. Модели атома Томсона и Резерфорда.

Квантовая теория атома. Протон–нейтронная модель атомного ядра. Гипотеза ядерных сил Юкавы и мезоны. Ускорители и детекторы элементарных частиц. Кварки, лептоны и переносчики фундаментальных взаимодействий. Бозон Хиггса и Большой адронный коллайдер.

Тема 4. Философские вопросы космологии Большой Взрыв и эволюция Вселенной. Психологическая, термодинамическая и космологическая стрелы времени, их взаимосвязь. Тёмная материя и тёмная энергия.

Дополнительная энергия нейтрино в магнитном поле, магнитный момент нейтрино.

Тема 5. Эволюция взглядов на взаимоотношение мира и человека в XX-XXI вв.

Антропный принцип. Прогресс естественных наук и эволюция общественного сознания «Основной» вопрос философии и вариации попыток ответов. Особенности поведения квантовых систем и попытки связать их с особенностями сознания. Концепция антропоцентризма: слабый и сильный антропный принцип.

Проблема «двух культур». Ядерная физика и Хиросима. Роль средств массовой информации в формировании общественного сознания. Расцвет лженауки в России 1990-х гг. Синдром Чернобыля и Фукусимы.

5. Образовательные технологии В процессе обучения используется современные образовательные технологии, в частности, мультимедийные презентации, интернет-ресурсы, привлечение аспирантов к участию в работе научных конференций; обучение работе со специальными Интернетресурсами.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы обучающихся В качестве оценочных средств контроля успеваемости используются:

1. Собеседования по темам.

2. Проведение итогового зачета.

Список вопросов к зачету:

1. Концепция «Уроборос» Шелдона Ли Глэшоу.

2. Куб физических теорий Зельманова.

Пространство Евклида, Римана, Лобачевского. Четырёхмерное пространство-время Минковского.

Компактификация размерности пространства-времени.

Фрактальная размерность пространства.

Атомизм от Демокрита до Дальтона, Лавуазье, Ломоносова, Менделеева.

«…Электрон – пусть он никогда и никому не пригодится!»

8. «…Как только я увидел формулу Бальмера…»

9. Как может часть быть больше целого? Модели Ферми-Янга, Сакаты.

10. Можно ли наблюдать изолированный кварк?

Психологическая, термодинамическая и космологическая стрелы времени – 11.

существует ли взаимосвязь? (доп. литература, [22]).

12. «Тёмные силы Вселенной»: проблемы тёмной материи и тёмной энергии.

Концепция антропоцентризма: слабый и сильный антропный принцип.

13.

Проблема «двух культур» в общественном сознании (доп. литература, [16]).

14.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература:

1. Будущее фундаментальной науки: Концептуальные, философские и оциальные аспекты проблемы / Отв. ред. А.А. Крушанов, Е.А. Мамчур. – М.: КРАСАНД, 2011. – 2. Васильев В.Ф., Проказников А.В. Конспирология бытия. – Ярославль: ЯрГУ, 2009.

3. Проказников А.В. Концепции современного естествознания. – Ярославль: ЯрГУ, б) дополнительная литература 1. Гриб А.А. Концепции современного естествознания. – М.: БИНОМ. Лаборатория 2. Никифоров А.Л. Философия науки: история и теория (учебное пособие). – М.:

Идея-Пресс, 2010. – 264 с.

3. Вайнберг С. Первые три минуты. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2000. – 272 с.

4. Владимиров Ю.С. Метафизика. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. – 568с.

5. Гарднер М. Этот правый, левый мир. – М.: КомКнига, 2007. – 272 с.

6. Гейзенберг В. Философия и наука. Часть и целое. – М.: Наука, 1990. – 400 с.

7. Глэшоу Ш.Л. Очарование физики. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2002. – 336 с.

8. Капра Ф. Дао физики. – СПб: Орис – Яна-Принт, 1994. – 304 с.

9. Кругляков Э.П. «Ученые» с большой дороги. – М.: Наука, 2001. – 320 с.

10. Кругляков Э.П. «Ученые» с большой дороги-2. – М.: Наука, 2006. – 335 с.

11. Кругляков Э.П. «Ученые» с большой дороги-3. – М.: Наука, 2009. – 357 с.

12. Кун Т. Структура научных революций. – М.: Изд. АСТ, 2003. – 365 с.

13. Линде А.Д. Физика элементарных частиц и инфляционная космология. – М.:

14. Менский М.Б. Человек и квантовый мир. – Фрязино: «Век 2», 2005. – 320 с.

15. Поппер К. Логика и рост научного знания. – М.: Прогресс, 1983. – 606 с.

16. Редже Т. Этюды о Вселенной. – М.: Мир, 1985. – 191 с.

17. Сажин М.В. Современная космология в популярном изложении. М.: Едиториал 18. Сноу Ч.П. Две культуры и научная революция. / В кн.: Сноу Ч.П. Портреты и размышления. – М.: Прогресс, 1985. – С. 195-228.

19. Сонин А.С. «Физический идеализм»: История одной идеологической кампании. – М.: Физматлит, 1994. – 224 с.

20. Федер Е. Фракталы. – М.: Мир, 1991. – 254 с.

21. Фейнман Р. «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!» – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2001. – 336 с.

22. Фейнман Р. Дюжина лекций: шесть попроще и шесть посложнее. – М.: БИНОМ.

Лаборатория знаний, 2009. – 318 с.

23. Фейнман Р. Характер физических законов. – М.: Мир, 1968. – 232 с.

24. Хокинг С. От большого взрыва до черных дыр. Краткая история времени. – М.:

25. Хокинг С. Черные дыры и молодые вселенные. – СПб: Амфора, 2001. – 189 с.

26. Черепащук А.М., Чернин А.Д. Вселенная, жизнь, черные дыры. – Фрязино: «Век в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

- для демонстрации презентаций используются программы Windows и MS Office.

- в качестве вспомогательных интернет-ресурсов по дисциплине используются:

1. Научная библиотека на сайте www.poiskknig.ru;

2. Научная энциклопедия на сайте http://elementy.ru/physics.

3. Электронный архив препринтов на сайте http://arxiv.org.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Мультимедийное оборудование кафедры теоретической физики, фонд библиотеки госуниверситета.

Программа составлена в соответствии с федеральными государственными требованиями к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура) (приказ Минобрнауки от 16.03.2011 г. № 1365) с учетом рекомендаций, изложенных в письме Минобрнауки от 22.06.2011 г. № ИБ – 733/12.

Программа одобрена на заседании кафедры теоретической физики 15.10.2011 (протокол № 2) Заведующий кафедрой Н.В.Михеев, д.ф.-м.н., профессор теоретической физики