Выводы

1. Современный курс физики в высшей школе охватывает все важнейшие разделы классической и современной физики. Из всех естественных и технических дисциплин в высшем учебном заведении нет таких, которые могли бы сравниться с курсом физики за богатством и разнообразием идей, методов исследования и фундаментальности достижений науки и техники, которые изучаются в нем. Многие отрасли современной техники, таких как электронная техника (в том числе полупроводниковая), квантовая электроника, ядерная техника (учитывая реакторостроение) и т.д., настолько переплетаются с физикой, становятся неотделимыми от нее. В то же время применение новых физических методов исследования в «классических» отраслях техники часто приводит к принципиально новым инженерных решений многих проблем.

2. Известно, что развитие науки и техники определяется экономическими потребностями общества. Технический уровень производства в значительной степени зависит от состояния науки. История развития физики и техники показывает, какое большое значение имели открытия в физике для создания и развития новых отраслей техники. Физика стала научным фундаментом, на котором выросли такие новые отрасли техники, как электро - и радиотехника, электронная и вычислительная техника, космическая техника и приборостроение, ядерная энергетика и лазерная техника. На основе достижений физической науки разрабатываются новые и более совершенные методы производства, приборы и установки.

В свою очередь, техника имеет большой влияние на прогресс физики. Известно, что именно технические потребности общества привели к развитию механики, необходимой для сооружения различных зданий. Создание более экономичных тепловых двигателей способствовало быстрому развитию термодинамики. Эти примеры можно продолжить. Развитие техники влияет также на совершенствование экспериментальных методов физических исследований. Внедрены в производство такие современные приборы и установки, как ускорители заряженных частиц, искусственные спутники Земли и космические станции, радиотелескопы, масс-спектрометры, лазеры, электронные вычислительные машины.

3. Для нашего времени характерно резкое сокращение сроков между научными открытиями, достижениями современной науки и их внедрением в повседневную инженерную практику. Появление и развитие смежных научных дисциплин, которые находятся на грани нескольких наук и основываются на физике, существенно расширили возможности дальнейшего взаимного проникновения друг в друга различных сфер знания и повысили практический уровень, на котором решается множество технических задач.

Все это не могло не привести к существенного повышения требований, предъявляемых к современному курсу физики в высшем учебном заведении. Эти требования воплощаются в повышение научно-теоретического уровня курса.

4. Нетрудно заметить, что для построения курса физики характерно непрерывное углубление сведений о явлениях природы и закономерности, которые управляют процессами в окружающем мире. Ведь механика изучалась на макроскопическом уровне, когда объектом исследования были макроскопические тела, движущиеся со скоростями, намного меньшими скорости света в вакууме, и с массами, значительно больше массы атомов и молекул. В специальной теории относительности (СТВ) рассмотрено учение о связи пространства-времени с подвижными телами и частицами. На основе постулатов СТВ изучались кинематика и динамика движений со скоростями, близкими к скорости света в вакууме.

Следующий, молекулярный уровень изучение явлений позволил выяснить особенности поведения больших совокупностей атомов и молекул. Молекулярная физика с ее статистическим методом была первым шагом в микромир - сферу, в которой физика развивалась особенно быстро и достигнутые ею результаты имели глубокий, революционное влияние на науку и технику и повседневную жизнь человеческого общества. На молекулярном и внутрішньомолекулярному уровнях изучение курса физики пришлось отказаться для ряда случаев от методов, применяются в макрофізиці. Появилась потребность в использовании новых, квантовых представлений и новых закономерностей. Переход к новым количественных масштабов приводит, как подчеркивает диалектический материализм, в существенных качественных изменений. Поэтому не удивительно, что в микромире действуют другие законы, чем в макромире.

5. Изучение строения и свойств атомов, атомного ядра и твердых тел - достижения физики XX в. Оно стало возможным благодаря, во-первых, быстрому расширению технических возможностей эксперимента - фактора, который сыграл определяющую роль в развитии современной физики, и, во-вторых, теории относительности и квантовой механике, которые способствовали революции в физике. Они возникли в первой четверти XX в. и привели физику к осознанию тех законов, которыми руководствуется микромир. Сейчас квантовая механика и теория относительности - это не только теории, которые дают возможность проникать в тайны строения атомного ядра и элементарных частиц. Теория относительности уже давно является основой для получения расчетных инженерных формул ускорительной техники и исследования термоядерных реакций. Основы квантовой механики вошли в инженерную практику при ее применении к теории твердых тел, расчетов ядерных реакторов электронных приборов, квантовых генераторов и усилителей и т.д.

Много основных идей квантовой механики, а также теории относительности кажутся сначала необычными, которые противоречат тому склада мышления, к которому привыкает человек благодаря длительному периода обучения в школе и повседневной практике.

Значительная часть трудностей изучения современной физики обусловлена тем, что недостаточно осознаются логические связи между классической и современной физикой, между разными аспектами рассмотрения физических явлений. На это нужны время и терпение - два фактора, без которых немыслимо освоение новых идей.

6. Глубокие внутренние связи между классической и современной физикой находят свое отражение в принципе соответствия, согласно которому между дальнейшим развитием физики и ее предыдущим содержанию устанавливаются определенные связи: в определенных предельных случаях новое физическое учение переходит в старое. Установленные на определенном этапе развития физики закономерности, которые правильно объясняют экспериментальные данные, не отбрасываются с развитием нового этапа учения, а включаются в него как предельный случай, справедлив при определенных условиях. Вся постройка классической и современной физики, несмотря на ее сложную «архитектуру», прочно стоит на фундаменте законов сохранения. Все законы сохранения, которые были установлены в классической физике, применяются и в физике микромира - им подлежат элементарные процессы, которые происходят с отдельными частицами вещества. Факт общности законов сохранения в физике макро - и микромира является свидетельством глубокой связи между классической и современной физикой. Правда, в физике элементарных частиц появляются новые законы сохранения, которые не действуют в области макромира. Однако в этом находит свое подтверждение материалистическое учение об абсолютной и относительной истине и о непрерывный переход в процессе познания от сущностей менее глубоких к более глубоких.

7. Физика тесно связана с философией. Крупные открытия в области физики (например, закон сохранения и превращения энергии, второй принцип термодинамики, корпускулярно-волновой дуализм и взаимопревращения двух видов материи - вещества и поля, статистический характер описание закономерностей в микромире) всегда связывались с борьбой материализма и идеализма. Вся история физики является блестящим подтверждением основных положений диалектического материализма. Поэтому изучение физики и философское осмысление ее открытий и законов играют важную роль в формировании научного мировоззрения студентов.

Одна из важных задач курса физики заключается также в формировании у студентов представлений о физической картине мира, о ее современное состояние, когда она прошла эволюцию от механической к электродинамической, а потом от электродинамической к современной квантово-полевой картины мира.

8. Современная физика принадлежит к числу наук, которые наиболее быстро развиваются. Ее динамический характер особенно проявляется в развитии таких разделов, как физика атомного ядра и элементарных частиц, физика твердого тела и др., а также многих смежных с физикой наук: биофизики, астрофизики, радиофизики, геофизики и др. Развитие новейшей физики приводит к появлению многих новых дисциплин. Несколько десятилетий назад нельзя было и думать, что возникнут магнитная гидродинамика, механика плазмы, квантовая радиотехника и другие важнейшие разделы современной физики.

Из сказанного видно, какое значение имеет для нынешнего специалиста изучения физики. Как раз поэтому время и усилия, потраченные на усвоение современной физики, сторицей окупятся в дальнейшем обучении и работе специалиста.