Физика: От Древней Натурфилософии до Квантовых Вызовов Современности – Предмет, История и Методология Углубленного Исследования

Нобелевскую премию по физике в 2025 году присудили Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за фундаментальные открытия в области квантовой механики, связанные с макроскопическим туннелированием в системах. Этот факт не просто очередная новость из мира науки, а яркое свидетельство того, как глубоко физика продолжает трансформировать наше понимание реальности и открывать двери для технологических прорывов, еще недавно казавшихся фантастикой. Он служит мощным напоминанием о непреходящей актуальности и революционном потенциале этой древнейшей и одновременно вечно юной науки.

Фундаментальная роль физики в познании мира

Физика, чье название происходит от греческого «phýsis» – природа, всегда стояла у истоков человеческого стремления к познанию окружающего мира. Она не просто описывает явления, но проникает в их суть, выявляя самые общие и глубинные закономерности, управляющие материей, энергией, пространством и временем. Именно поэтому она заслуженно считается фундаментом всего естествознания, предоставляя понятийный и методологический аппарат для химии, биологии, геологии, астрономии и многих других дисциплин.

Цель данного материала — не просто изложить факты, но представить всестороннее и углубленное исследование физики: от ее предметной области и междисциплинарных связей до детального анализа исторических этапов развития, фундаментальных парадигм и современных вызовов. Мы стремимся не только раскрыть академическую ценность этой науки, но и показать ее неизменную роль в формировании технологического прогресса и человеческого мировоззрения. Подчеркивая сложность и многогранность физического познания, мы углубимся в философские и методологические аспекты, которые часто остаются за рамками поверхностных обзоров, и освятим новейшие достижения, продолжающие расширять границы возможного.

Физика как наука: Предмет, объект и ее место в системе знаний

Физика — это не просто набор формул и теорий, это особый способ вопрошания к природе, стремящийся к максимально универсальным и количественно точным ответам. Ее уникальность заключается в стремлении постичь мир в его самых общих проявлениях, раскрывая фундаментальные «правила игры», по которым существует Вселенная.

Определение физики и ее фундаментальные аспекты

В своей основе физика — это наука о природе в самом общем смысле, исследующая простейшие и наиболее общие закономерности явлений природы. Она проникает в самую суть мироздания, изучая свойства и строение материи (как вещества, так и полей), а также законы ее движения и взаимодействия. Это не просто описание внешних проявлений, а глубокое погружение в механизм их функционирования. Что это означает на практике? Это дает нам возможность не только предсказывать, но и управлять природными процессами, от создания новых материалов до разработки источников энергии.

Предметом физики выступают фундаментальные категории, такие как материя, вещества и поля, а также алгоритмы их движения, различные природные взаимодействия и динамика этих процессов. Иными словами, физика исследует, из чего состоит мир, как эти составляющие взаимодействуют и как они изменяются во времени. Объектом же изучения физики является вся природа, весь окружающий мир во всем его многообразии — от микроскопических частиц до грандиозных космических структур.

Физика выделяется среди других наук своим статусом естественной и точной дисциплины. Она исследует количественно точные закономерности, что означает не только качественное описание, но и строгую математическую формулировку наблюдаемых явлений. Кроме того, физика использует строгие методы проверки гипотез на основе воспроизводимых экспериментов. Это означает, что любое физическое утверждение должно быть подтверждено эмпирически, и любой ученый, при соблюдении условий эксперимента, должен получить аналогичный результат. Именно эта комбинация точности, универсальности и экспериментальной проверяемости делает физику краеугольным камнем всего естествознания.

Фундаментальные законы природы и их универсальность

Физика выявляет универсальные законы, действующие во всей Вселенной, от элементарных частиц до галактик. Эти законы не просто описывают, но и определяют структуру и поведение материи, энергии, пространства и времени, служа основой для других наук. Среди них выделяются поистине фундаментальные принципы, которые формируют каркас нашего научного мировоззрения:

• Закон всемирного тяготения: Описывает гравитационное взаимодействие между телами, лежащее в основе движения планет, формирования звезд и галактик.
• Закон Кулона: Регулирует электростатическое взаимодействие между заряженными частицами, что является основой для понимания химических связей и свойств вещества.
• Закон электромагнитной индукции: Лежит в основе работы генераторов, трансформаторов и объясняет возникновение электрического тока под действием изменяющегося магнитного поля.
• Закон минимума потенциальной энергии: Объясняет, почему системы стремятся к состояниям с наименьшей энергией, что имеет огромное значение в механике, термодинамике и химии.
• Закон эквивалентности массы и энергии (E = mc²): Открытый Эйнштейном, показал глубокую взаимосвязь между массой и энергией, открыв путь к ядерной энергетике и пониманию процессов в звездах.
• Законы сохранения: Это целый класс принципов, таких как закон сохранения массы-энергии, закон сохранения импульса, закон сохранения электрического заряда и барионного заряда. Эти законы постулируют неизменность определенных величин в изолированных системах, что является мощным инструментом для анализа любых физических процессов.
• Закон сохранения энтропии-информации: Хотя его формулировка может варьироваться, этот принцип лежит в основе термодинамики и теории информации, указывая на направленность процессов во времени и на ограничения на получение и обработку информации.

Эти законы универсальны — они действуют одинаково как на Земле, так и в самых отдаленных уголках космоса, образуя единую, непротиворечивую картину мира.

Методы исследования в физике: От наблюдения к математическому моделированию

Физика, будучи точной и эмпирической наукой, разработала и постоянно совершенствует строгие методы исследования, которые затем распространяются и на другие естественные науки.

1. Наблюдение: Это первичный этап, заключающийся в систематическом восприятии и регистрации природных явлений. Наблюдение может быть как пассивным (например, изучение звездного неба), так и активным, целенаправленным, предшествующим эксперименту.
2. Эксперимент: Камень преткновения физического познания. Эксперимент — это воспроизводимое исследование явления в контролируемых условиях. Его цель — не только подтвердить или опровергнуть гипотезу, но и обнаружить новые факты, измерить величины, установить количественные зависимости. Именно возможность многократного повторения эксперимента и получения идентичных результатов отличает научное познание от случайных наблюдений.
3. Математическое моделирование: Физические законы формулируются на строгом математическом языке. Математика служит не только инструментом описания, но и мощным средством для предсказания новых явлений и проверки теорий. Создание математических моделей позволяет абстрагироваться от второстепенных деталей и сосредоточиться на ключевых аспектах изучаемого процесса, а затем использовать математический аппарат для предсказания поведения системы.
4. Статистический анализ: В случаях, когда невозможно описать поведение отдельных частиц или когда присутствует случайность, статистический анализ позволяет выявлять закономерности в больших совокупностях данных. Он играет ключевую роль в квантовой механике, термодинамике и физике сложных систем.

Примеры физических приборов и методов измерений, которые стали незаменимыми инструментами для исследований в других естественных науках, демонстрируют универсальность и трансдисциплинарный потенциал физики:

• Микроскопия: От оптических до электронных микроскопов, позволяющих изучать структуру клеток, материалов и поверхностей на микро- и наноуровне.
• Спектроскопия: Анализ взаимодействия света с веществом для определения его состава, структуры и физических свойств, применяется в химии, астрономии, медицине.
• Рентгенография: Использование рентгеновского излучения для визуализации внутренних структур объектов, от костей до кристаллов, незаменимо в медицине и материаловедении.
• Радиоуглеродный анализ: Физический метод датирования органических материалов по содержанию радиоактивного изотопа углерода-14, широко используется в археологии, геологии и палеонтологии.

Таким образом, физика не только строит собственную картину мира, но и вооружает другие науки мощными инструментами и методологиями.

Междисциплинарные связи физики и ее влияние на другие науки

Тесная взаимосвязь физики с другими отраслями естествознания не просто декларируется, а подтверждается глубоким проникновением физических принципов и методов в эти дисциплины, что способствует возникновению плодотворных смежных направлений.

• Астрономия: Изначально тесно связанная с физикой, астрономия полностью опирается на ее законы для понимания Вселенной. Принципы гравитации объясняют движение планет и формирование галактик, ядерные реакции объясняют свечение звезд, а анализ света позволяет определить состав, температуру и движение далеких космических объектов. Так возникла астрофизика, изучающая физические процессы, происходящие во Вселенной.
• Геология: Для изучения Земли геология активно использует физические принципы. Динамика движений тектонических плит, распространение сейсмических волн (при землетрясениях) — все это объясняется законами механики и термодинамики. Геофизика исследует физические свойства Земли, ее внутреннее строение, магнитное и гравитационное поля, используя, например, методы сейсмической томографии. Физические законы объясняют образование осадков, испарение и конденсацию, особенности климата, землетрясения, радугу и полярные сияния, а также приливы и отливы.
• Химия: Физика лежит в основе химических взаимодействий. Строение атома, распределение электронов на энергетических уровнях, природа химических связей — все это объясняется с точки зрения квантовой механики и электродинамики, которые определяют силы и обмены энергией в молекулах. Так сформировалась химическая физика, изучающая физические основы химических процессов.
• Биология: Многие биологические процессы можно объяснить через физические концепции. Механическая физика помогает понять работу мышц, биомеханику движения. Термодинамика описывает поток энергии в метаболических реакциях, а электродинамика — передачу нервных импульсов. Биофизика занимается изучением физических принципов, лежащих в основе жизненных процессов на всех уровнях организации, от молекулярного до клеточного и организменного. Например, функционирование ферментов, мембранный транспорт, фотосинтез — все это имеет глубокие физические объяснения.
• Агрофизика: Смежная дисциплина, использующая физические методы и принципы для решения задач сельского хозяйства, таких как изучение свойств почвы, регулирование микроклимата и оптимизация роста растений.
• Медицинская физика: Важнейшее прикладное направление, где физические принципы применяются для разработки диагностических и терапевтических методов, о чем будет подробно рассказано в дальнейшем.

Особое место занимает тесная связь физики с математикой. Это не просто симбиоз, а взаимное стимулирование развития. Многие новые идеи и методы в математике возникали под влиянием физики, и наоборот, развитие разделов математики стимулировалось новыми физическими теориями.

Физическая Теория / Задача	Стимул для Математики	Примеры Математических Методов
Классическая механика Ньютона	Описание движения тел, гравитации	Дифференциальное и интегральное исчисления
Электродинамика Максвелла	Описание электромагнитных полей	Векторный анализ, теория дифференциальных форм
Общая теория относительности	Описание искривления пространства-времени	Тензорное исчисление, риманова геометрия
Квантовая механика	Описание микромира, симметрий	Теория групп, операторные алгебры, функциональный анализ
Статистическая физика	Описание систем из многих частиц	Теория вероятностей, математическая статистика

Примером может служить разработка И. Ньютоном дифференциального и интегрального исчисления, которые возникли в связи с задачами механики. В современной физике используются все более абстрактные математические объекты: грассмановы числа, группы, кольца, поля и расслоения, которые становятся языком для описания сложнейших физических теорий, таких как квантовая электродинамика или петлевая квантовая гравитация. Эта глубинная взаимосвязь подчеркивает, что физика — это не только наука о природе, но и мощный стимул для развития абстрактного мышления.

История развития физики: От натурфилософии до современной парадигмы

История физики — это захватывающее путешествие от первобытных наблюдений за природой до сложнейших современных концепций, отражающее эволюцию человеческого мышления и его способности познавать окружающий мир. Это история последовательного усложнения представлений, постоянно обогащаемая новыми фактами и математическим аппаратом.

Зарождение физических знаний в античности и натурфилософии

До наступления Нового времени, знания о природе не были строго расчленены на отдельные дисциплины, как мы это видим сегодня. Они охватывали всю совокупность представлений о природных явлениях и относились к так называемой натуральной философии. В этот обширный круг входили зачатки механики, астрономии, физиологии и, конечно, первые физические представления.

Наблюдение физических явлений происходило еще в глубокой древности. Люди замечали движение небесных тел, падение предметов, свойства воды и огня, но эти знания не были систематизированы и дифференцированы. Изначально, в античной культуре, наука не была строго разделена. Однако именно в этот период были заложены основы рационального познания.

Античная физика известна благодаря великим греческим философам:

• Пифагорейцы (VI-V вв. до н.э.) первыми увидели мир как упорядоченную систему чисел и гармоний, предвосхитив математическое описание природы.
• Аристотель (IV в. до н.э.) создал грандиозную космологическую и физическую систему, которая доминировала в европейской мысли почти два тысячелетия. Он различал естественное и насильственное движение, утверждал, что тяжелые тела падают быстрее легких, и описывал мир как состоящий из четырех элементов (земля, вода, воздух, огонь) и пятого элемента — эфира, из которого состоят небесные тела. Хотя многие его идеи позднее оказались неверными, его методологический подход к систематизации знаний был новаторским.
• Платон (IV в. до н.э.) через свою теорию форм и идеальных тел также влиял на представления о структуре материи.
• Архимед (III в. до н.э.) был одним из величайших ученых античности, его работы по статике и гидростатике (принцип Архимеда, закон рычага) являются примерами точных научных достижений, основанных на геометрических и алгебраических познаниях.
• Демокрит (V-IV вв. до н.э.) выдвинул атомистическую гипотезу, предположив, что материя состоит из неделимых частиц — атомов, движущихся в пустоте. Это была первая концепция дискретного строения материи.

Натурфилософия Эллады оставалась интеллектуальной основой для международной науки до XVII столетия. Период предыстории физики (III век до н.э. — XIV век н.э.) характеризуется накоплением эмпирических знаний, часто без строгой методологии и экспериментальной проверки, но с постоянным поиском рациональных объяснений.

Становление классической физики: Галилей, Ньютон и революция XVII века

Настоящая революция в познании природы произошла на рубеже Средних веков и Нового времени. Индуктивный метод исследования, обогативший науку фактическим материалом, начал широко применяться. Однако переломным моментом, когда физика начала выделяться как самостоятельная наука, считается XVII век.

• Галилео Галилей (1564-1642) по праву считается отцом экспериментальной физики. Его опыты, в частности с падением тел и движением по наклонной плоскости, опровергли аристотелевские представления и заложили основы классической механики. Галилей первым начал систематически использовать эксперимент для проверки гипотез, а его концепция инерции стала краеугольным камнем ньютоновской механики. Он также разработал физическое учение о газах, а Э. Торричелли, его ученик, открыл атмосферное давление, а О. Герике изобрел воздушный насос, что стало важным этапом в изучении свойств материи.
• Исаак Ньютон (1642-1727) — величайший анг��ийский учёный, который синтезировал разрозненные знания и создал стройную систему классической физики. В своей монументальной работе «Математические начала натуральной философии» (1687 год), Ньютон сформулировал три закона движения и закон всемирного тяготения, объединив земную и небесную механику в единую теорию. Он также разработал математический аппарат для описания движения — метод флюксий, который стал основанием математического анализа (дифференциальное и интегральное исчисления), и сформулировал основные идеи корпускулярной оптики.

В XVIII веке ньютоновская механика стала разветвлённой системой знаний, охватывающей законы движения земных и небесных тел. Продолжалась разработка всех областей физики:

• Быстро развивалась аналитическая механика благодаря работам таких выдающихся ученых, как Леонард Эйлер, Жан Лерон Даламбер и Жозеф Луи Лагранж. Они переформулировали законы Ньютона в более абстрактном и мощном математическом виде (уравнения Лагранжа, принцип Даламбера), что позволило решать гораздо более сложные задачи.
• Были начаты серьёзные исследования в области теплофизики, электричества и магнетизма, которые постепенно сформировались в отдельные области физической науки и достигли первых успехов. Например, были проведены первые эксперименты с электричеством (Б. Франклин, Ш. Кулон) и заложены основы термодинамики (Дж. Блэк).

Развитие физики на высших уровнях всегда было тесно связано с развитием математического аппарата описания физических явлений. Математическая теория всемирного тяготения И. Ньютона, представленная в его «Началах», считается началом математической физики.

Расширение горизонтов: XIX век и рождение электродинамики

XIX век стал временем бурного развития физики, особенно в областях электричества, магнетизма и оптики.

• Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879) совершил один из величайших интеллектуальных подвигов в истории науки, создав в 1860-х годах теорию электромагнитного поля. Его уравнения Максвелла описывают фундаментальные свойства электромагнитного поля, показывая, что изменяющееся электрическое поле создает магнитное поле, и наоборот. Самое революционное следствие этой теории заключалось в предсказании существования электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Это означало, что свет сам по себе является электромагнитной волной. Революционность теории Максвелла заключалась в переходе от представлений о «силах дальнодействия» (как в гравитации Ньютона) к полям как основным величинам, которые переносят взаимодействия. Анализ уравнений Максвелла показал необходимость перестройки классических физических представлений о пространстве и времени и заложил теоретический фундамент для будущей теории относительности.
• Конец XIX века, несмотря на впечатляющие успехи классической физики, также привел к кризису естествознания. Технический прогресс (например, распространение электрического освещения, развитие светотехники) выявил ряд явлений, которые не могли быть объяснены в рамках классических представлений. Одним из таких «неудобных» явлений было излучение нагретых тел (проблема абсолютно черного тела). Для обоснования спектров излучения нагретых тел потребовались совершенно новые идеи. Из исследования этих особенностей родилась современная квантовая физика.

Квантово-релятивистская эпоха: XX век и современность

Начало XX века ознаменовало собой радикальный пересмотр фундаментальных представлений о природе, положив начало неклассической или квантово-релятивистской физике.

• Обнаружение электрона (Дж. Томсон, 1897) стало одним из первых признаков того, что материя имеет дискретную структуру на микроуровне, что выходило за рамки непрерывного представления классической физики.
• Теория относительности Альберта Эйнштейна (специальная теория относительности в 1905 году и общая теория относительности в 1915 году) радикально изменила взгляды на пространство, время и гравитацию. Она показала, что пространство и время не являются абсолютными, как считал Ньютон, а зависят от движения наблюдателя. Это обозначило период «новой физики», перевернув прежние догмы.
• Квантовая физика, зарождение которой связано с Максом Планком (1900 год) и Альбертом Эйнштейном (1905 год), показала, что энергия, как и материя, существует в виде дискретных порций — квантов. Она радикально изменила наше понимание микромира, введя понятия корпускулярно-волнового дуализма, принципа неопределенности и квантовой запутанности.

В течение XX века эти две фундаментальные теории — теория относительности и квантовая механика — развивались, объясняя все более широкий круг явлений, от атомной структуры до эволюции Вселенной.

Современный этап развития науки характеризуется не только огромной скоростью накопления информации (объем научной деятельности удваивается примерно каждые десять-пятнадцать лет с XVII века), но и постоянным появлением новых загадок. Несмотря на огромный объём накопленных знаний, современная физика ещё очень далека от того, чтобы объяснить все явления природы. Новые исследования постоянно поднимают новые вопросы, обнаруживая явления, для объяснения которых требуются новые физические теории. Именно это постоянное стремление к неизведанному делает физику вечно живой и развивающейся наукой.

Фундаментальные парадигмы и теории физики: От механики Ньютона до квантовой запутанности

В глобальном смысле история физики может быть разделена на две великие парадигмы: классическую физику и современную физику. Каждая из них представляла собой систему взглядов, понятий, философии и методологии, определявшую научное мышление своего времени. Переход от одной парадигмы к другой всегда был сопряжен с революционными открытиями, ломавшими устоявшиеся представления.

Классическая механика: Основы мироздания макромира

Классическая механика — это раздел физики, изучающий движение тел под действием приложенных к ним сил. Ее основы были заложены в XVII веке, и она стала первой по-настоящему стройной и математически точной физической теорией.

Центральной фигурой в становлении классической механики был Исаак Ньютон. В своей работе «Математические начала натуральной философии», опубликованной в 1687 году, он сформулировал три закона движения, которые легли в основу всего раздела:

1. Первый закон Ньютона (закон инерции): Постулирует существование инерциальных систем отсчета, в которых объект либо покоится, либо движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют внешние силы. Этот закон является развитием концепции инерции, предложенной Галилео Галилеем.
2. Второй закон Ньютона: Описывает, как сила, действующая на объект, влияет на его ускорение. Формула F = m·a (сила равна произведению массы на ускорение) является одним из самых известных уравнений в физике, показывающим прямую пропорциональность ускорения силе и обратную пропорциональность массе объекта.
3. Третий закон Ньютона: Глаголет, что всякое действие вызывает равное и противоположное противодействие (сила действия равна силе противодействия).

Ньютон опирался на труды своих предшественников: концепцию инерции Галилео Галилея и законы движения планет Иоганна Кеплера. Он объединил эти знания с собственными исследованиями, создав универсальную теорию, которая объясняла как падение яблока на Землю, так и движение планет вокруг Солнца.

Принцип относительности Галилея, который гласит, что законы классической механики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета, является важнейшим постулатом этой парадигмы. Несмотря на появление более поздних, более общих теорий, классическая механика остаётся актуальной для описания движения макроскопических тел в повседневной жизни.

Примеры применения:

• В повседневной жизни: Классическая механика применяется для описания полёта мяча, движения автомобиля, работы простых механизмов (рычаги, блоки).
• В инженерии: Принципы классической механики являются основой для проектирования мостов, зданий, самолетов, автомобилей и других транспортных средств. Расчеты прочности конструкций, динамики движения, баллистики снарядов — все это базируется на законах Ньютона.

Классическая механика создала целостную, детерминистическую картину мира, где будущее системы полностью определяется ее настоящим состоянием.

Электродинамика Максвелла: Полевая теория и предвестник относительности

В середине XIX века физика столкнулась с необходимостью систематизировать знания об электричестве и магнетизме, которые до того момента казались разрозненными явлениями. Джеймс Клерк Максвелл стал тем гением, который объединил их в единую, элегантную теорию — классическую электродинамику.

Уравнения Максвелла представляют собой набор из четырех дифференциальных уравнений, описывающих фундаментальные свойства электромагнитного поля:

• Они показывают, как электрические заряды создают электрические поля.
• Как изменяющееся магнитное поле создает электрическое поле (закон электромагнитной индукции Фарадея).
• Как электрические токи и изменяющиеся электрические поля создают магнитные поля (обобщенный закон Ампера).
• И почему не существует магнитных монополей.

Самое поразительное следствие этих уравнений — предсказание существования электромагнитных волн, распространяющихся со скоростью света. Это означало, что свет сам по себе является электромагнитной волной. Это открытие объединило оптику с электричеством и магнетизмом, продемонстрировав единую природу этих явлений.

Революционность теории Максвелла заключалась в переходе от концепции «сил дальнодействия» (где силы передаются мгновенно на расстояние, как в ньютоновской гравитации) к представлению о полях как основным величинам, которые переносят взаимодействия. Электромагнитное поле стало самостоятельной физической сущностью, обладающей энергией и импульсом. Этот сдвиг в мировоззрении был колоссальным. Более того, анализ уравнений Максвелла показал их неизменность при определенных преобразованиях координат, что впоследствии вдохновило Альберта Эйнштейна на создание специальной теории относительности, так как эти уравнения оказались несовместимы с принципом относительности Галилея при высоких скоростях.

Теория относительности Эйнштейна: Изменение представлений о пространстве и времени

В начале XX века, столкнувшись с противоречиями между электродинамикой Максвелла и классической механикой, Альберт Эйнштейн предложил революционные идеи, навсегда изменившие наши представления о пространстве, времени, материи и энергии. Его теория относительности состоит из двух частей:

1. Специальная теория относительности (СТО), опубликованная в 1905 году, объясняет поведение тел при движении с очень большими скоростями, близкими к скорости света. Её два постулата — принцип относительности (законы физики одинаковы во всех инерциальных системах отсчета) и постоянство скорости света в вакууме для всех наблюдателей — привели к таким поразительным следствиям, как:
   • Замедление времени: Время течет медленнее для объектов, движущихся относительно наблюдателя.
   • Сокращение длины: Длина объектов уменьшается в направлении их движения.
   • Изменение массы: Масса объекта увеличивается с его скоростью.
   • Самое известное следствие СТО — это знаменитое уравнение E = mc², где E — энергия, m — масса, а c — скорость света. Оно показало, что масса и энергия являются двумя формами одной и той же сущности и могут переходить друг в друга, что легло в основу ядерной энергетики.
2. Общая теория относительности (ОТО), разработанная в 1915 году, представляет собой теорию гравитации. Она кардинально отличалась от ньютоновской, показывая, что гравитация — это не сила притяжения между массами, а проявление искривления пространства-времени массивными телами.
   • Принцип эквивалентности в ОТО гласит, что ощущение гравитации невозможно отличить от ощущения ощущения ускорения. Это означает, что гравитационное поле локально эквивалентно ускоренной системе отсчета.
   • В 1916 году Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн — «ряби» искривлённого пространства-времени, порождаемых ускоренно движущимися массивными телами (например, сливающимися черными дырами). Эти волны были экспериментально обнаружены только в 2015 году, спустя столетие, что стало одним из величайших подтверждений ОТО.

Теория относительности полностью перевернула представления о фундаментальных аспектах мироздания, показав, что пространство и время не являются жестким фоном, а динамически взаимодействуют с материей и энергией.

Квантовая механика: Законы микромира и дискретность Вселенной

В то время как теория относительности решала проблемы на макроскопическом уровне и при больших скоростях, квантовая механика погрузилась в мир микроскопических частиц, где классическая физика давала сбои. Квантовая механика — это фундаментальная физическая теория, изучающая законы движения и взаимодействия объектов на атомном и субатомном уровнях. Она предлагает совершенно иное, вероятностное описание реальности, отличающееся от детерминированной классической физики.

Основные принципы квантовой механики:

• Квантование (дискретность величин): В микромире многие физические величины, такие как энергия, импульс, угловой момент, могут принимать только определённые, дискретные значения, а не любые непрерывные, как в классической физике.
  • Дискретность энергетических уровней атома означает, что электроны могут занимать только определённые, квантованные энергетические состояния. Это обеспечивает стабильность атомов и обусловливает характерные спектры излучения и поглощения элементов, которые мы видим в звездах или используем в лазерах. Этот принцип является фундаментальным свойством мира, лежащим в основе стабильности всей Вселенной.
• Корпускулярно-волновой дуализм: Микрообъекты (электроны, фотоны, протоны) проявляют свойства как частиц (обладают массой, импульсом), так и волн (способны к интерференции и дифракции). Это означает, что нельзя однозначно сказать, является ли электрон частицей или волной — он проявляет оба эти свойства в зависимости от экспериментальных условий.
• Принцип неопределённости Гейзенберга: Невозможно одновременно с абсолютной точностью определить некоторые пары взаимосвязанных физических величин, например, положение и импульс частицы, или энергию и время существования состояния. Это не ограничение измерительных приборов, а фундаментальное свойство самой природы. Квантовая механика не предсказывает точное местоположение частицы, а только вероятность её обнаружения.
• Квантовая запутанность: Состояния двух или более частиц могут быть взаимосвязаны таким образом, что измерение состояния одной частицы мгновенно влияет на состояние другой, независимо от расстояния между ними. Это явление, которое Эйнштейн назвал «жутким дальнодействием», лежит в основе будущих квантовых технологий, таких как квантовые компьютеры и квантовая криптография.

Современная физика продолжает работать над объединением квантовой механики и общей теории относительности в единую теорию, описывающую все фундаментальные взаимодействия. Примером такой попытки является петлевая квантовая гравитация, которая описывает квантовые свойства гравитации, пытаясь совместить принципы микромира и макромира. Разве не удивительно, что наша Вселенная так мастерски скрывает свои самые глубокие секреты, побуждая нас к постоянному поиску и переосмыслению?

Ключевые фигуры и их революционные открытия

История физики изобилует именами гениев, чьи идеи навсегда изменили ход научного прогресса.

• Исаак Ньютон (1642-1727): Как уже упоминалось, он не только заложил основы классической механики и всемирного тяготения, но и создал математический аппарат («метод флюксий»), ставший основанием математического анализа. Его вклад в оптику, где он сформулировал основные идеи корпускулярной оптики, также был огромен.
• Макс Планк (1858-1947): В 1900 году он предложил революционную идею кванта для объяснения спектров излучения абсолютно черного тела. Несмотря на его изначальную приверженность классической физике, эта гипотеза стала отправной точкой для развития квантовой теории.
• Альберт Эйнштейн (1879-1955): Помимо теории относительности, в 1905 году он предложил квантовое объяснение фотоэффекта, постулировав, что свет состоит из дискретных порций энергии — фотонов. За это открытие, подтвердившее квантовую природу света, ему была присуждена Нобелевская премия по физике в 1922 году.

Последние Нобелевские премии по физике продолжают освещать актуальные открытия, расширяющие границы нашего понимания. Так, в 2025 году Нобелевскую премию по физике присудили Джону Кларку, Мишелю Деворе и Джону Мартинису за фундаментальные открытия в области квантовой механики, связанные с макроскопическим туннелированием в системах. Эти исследования демонстрируют, что квантовые эффекты, традиционно ассоциируемые с микромиром, могут проявляться и в макроскопических системах, открывая новые пути для создания квантовых компьютеров и сверхпроводящих устройств. Эти примеры подчеркивают, что физика остается живой, динамично развивающейся наукой, постоянно бросающей вызов нашим представлениям о реальности.

Методология исследований и философские проблемы физики: Взаимодействие науки и мысли

Физика — это не только совокупность законов и фактов, но и особый способ познания, основанный на строгой методологии и глубоком философском осмыслении. Взаимодействие между наукой и философией в физике особенно заметно, поскольку фундаментальные вопросы о природе реальности, пространства, времени и причинности лежат в основе как физических теорий, так и философских систем.

Экспериментальная и теоретическая физика: Две грани познания

В основе своей физика является экспериментальной наукой. Это означает, что ее законы и теории базируются на фактах, установленных опытным путем. Без экспериментального подтверждения любая, даже самая элегантная теория, остается лишь гипотезой.

Однако физика немыслима без теоретической составляющей. Поэтому традиционно различают две основные грани физического познания:

1. Экспериментальная физика: Ее задача — проведение опытов для обнаружения новых фактов, измерения физических величин, проверки существующих законов и теорий. Экспериментаторы создают уникальные установки, разрабатывают новые методы измерений, чтобы «выпытать» у природы ее секреты.
2. Теоретическая физика: Занимается формулировкой законов природы, объяснением наблюдаемых явлений на основе этих законов, а также предсказанием новых явлений, которые затем могут быть проверены экспериментально. Теоретики используют мощный математический аппарат для построения моделей, проведения расчетов и выведения следствий из фундаментальных принципов.

Эти две грани неразрывно связаны: эксперимент дает пищу для теоретических размышлений, а теория указывает направление для новых экспериментов.

Физические законы, будучи количественными соотношениями, всегда формулируются на математическом языке. Примеры математических формулировок физических законов включают:

• Путь при равнопеременном движении: S = v₀t + (at²)/2, где S — пройденный путь, v₀ — начальная скорость, t — время, a — ускорение.
• Второй закон Ньютона: F = m·a, где F — сила, m — масса, a — ускорение.
• Закон Бойля-Мариотта: pV = const (для изотермического процесса идеального газа), где p — давление, V — объем.
• Закон Архимеда: F_A = ρgV, где F_A — выталкивающая сила, ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, V — объем погруженной части тела.

Эти формулы не просто описывают, но и позволяют количественно предсказывать поведение физических систем.

Естественно-научный метод: От гипотезы до объяснения

Процесс научного познания в физике, как и во всем естествознании, следует четкому, хотя и не всегда линейному, методу:

1. Наблюдение: Все начинается с внимательного наблюдения за окружающим миром, выявлением интересных или необъяснимых явлений.
2. Постановка научного вопроса: На основе наблюдений формулируется конкретный вопрос, на который наука стремится найти ответ. Например: «Почему тела падают на Землю?», «Как распространяется свет?».
3. Выдвижение гипотез: Предлагаются одно или несколько предварительных объяснений наблюдаемого явления. Гипотеза должна быть проверяемой, то есть из нее должны следовать предсказания, которые можно подтвердить или опровергнуть.
4. Эксперимент по проверке гипотез: Разрабатываются и проводятся эксперименты, специально направленные на проверку предсказаний гипотезы. Результаты эксперимента либо подтверждают гипотезу (что увеличивает ее правдоподобие), либо опровергают ее (что требует пересмотра или выдвижения новой гипотезы).
5. Объяснение наблюдаемого явления: Если гипотеза успешно проходит экспериментальную проверку, она может быть развита в теорию, которая предлагает полное и последовательное объяснение широкого круга явлений и предсказывает новые.

Этот итеративный процесс, включающий наблюдение, формулировку гипотез, эксперимент и объяснение, является краеугольным камнем научного метода, обеспечивающим постоянное накопление и верификацию знаний.

Философские основания физических теорий

Взаимосвязь физики и философии гораздо глубже, чем кажется на первый взгляд. Философия влияет на развитие современной физики, предоставляя методы для создания новых идей, оригинальных точек зрения и критического мышления. Она помогает физикам осмысливать фундаментальные концепции и выявлять слабые места в аргументах.

• Концептуальный анализ: Философы обладают инструментами для анализа понятий, внимания к двусмысленности, точности выражения. Они помогают выявлять концептуальные слабые места в теориях и разрабатывать новые взгляды.
• Влияние на математику: Взаимосвязь физики и математики, часто стимулированная философскими вопросами, привела к развитию таких математических методов, как дифференциальное и интегральное исчисления, возникшие из задач механики.
• Принципы, лежащие в основе физики: Каждая фундаментальная физическая теория имеет свои философские основания: понятия, априорные постулаты, представления о реальности и причинности, свой язык, логику, способы проверки гипотез. Философские принципы, на которых строится физика, включают:
  • Независимость существования природы от сознания: Природа существует объективно, независимо от того, воспринимаем мы ее или нет.
  • Самодостаточность материи: Материя является первоосновой мира, и ее законы движения не зависят от внешних, трансцендентных сил (Бога или наблюдателя).
  • Познаваемость природы и причинность: Вера в то, что природа познаваема, и все явления имеют свои причины, связанные с движением материи.
• «Гипотез я не измышляю»: Исаак Ньютон в своих работах придерживался строгих принципов: не принимать иных причин сверх тех, которые истинны и достаточны для объяснения явлений; одинаковым явлениям предшествуют одинаковые причины. Его знаменитое «Гипотез я не измышляю» (Hypotheses non fingo) подчеркивало стремление к эмпирически обоснованному знанию, свободному от спекуляций.
• «Необъяснимая эффективность математики»: Вопрос, поставленный Юджином Вигнером, о необъяснимой эффективности математики в естественных науках является ярким предметом философского осмысления в физике. Почему абстрактные математические структуры так хорошо описывают реальный мир? Это загадка, которая постоянно стимулирует философские дискуссии.

Таким образом, философия не просто сопровождает физику, но и активно формирует ее, предлагая рамки для осмысления ее достижений и постановки новых вопросов.

Эволюция понятий и парадигм в эпистемологии физики

Смысл ключевых физических понятий не является статичным; он меняется от теории к теории, отражая эволюцию нашего понимания мира. Например:

• Пространство и время: В классической механике Ньютона они были абсолютными и независимыми сущностями. В теории относительности Эйнштейна они слились в единое пространство-время, которое стало относительным и динамически взаимодействующим с материей.
• Физический объект и поле: От дискретных частиц в классической механике к непрерывным полям в электродинамике Максвелла и, наконец, к корпускулярно-волновому дуализму в квантовой механике, где частицы могут быть и волнами.
• Сила и энергия: Их определения и интерпретации также менялись, например, в ОТО гравитация перестала быть «силой», став проявлением геометрии пространства-времени.
• Реальность и детерминизм: Классическая физика предлагала детерминистическую и объективную реальность. Квантовая механика ввела вероятностный характер описания и поставила под вопрос само понятие объективной реальности (например, в Копенгагенской интерпретации).

Эстетический фактор играет заметную роль в современной физике. Выбор учёного браться за разработку той или иной теории часто определяется не только ее предсказательной силой, но и красотой физических формул, их элегантностью и симметрией. Многие великие физики, от Эйнштейна до Дирака, отмечали, что красота теории часто является предвестником ее истинности.

Эпистемология физики — это раздел философии науки, акцентирующий внимание на процессе физического познания и его результатах, способствуя их ценностному осмыслению. Она исследует, как мы получаем физическое знание, каковы его границы, критерии истинности. Методологической основой эпистемологии физики служат положения концепции операциональной структуры познавательной деятельности, базирующейся на понятиях категоризации, репрезентации, интерпретации и конвенции.

Физическое знание содержит единство объективного и субъективного, причём субъективность коллективного субъекта (физиков) выражается в историко-относительной ценности достигнутых знаний в виде базовых парадигм. Современная физика представляет собой сложную систему теоретических моделей природы, пронизанных онтологическими (о природе бытия), эпистемологическими (о природе знания) и методологическими (о методах познания) смыслами, осознание которых реализуется в лоне философского знания. Книга Р. Карнапа «Философские основания физики» посвящена именно анализу понятий, утверждений и теорий науки, а не метафизическим спекуляциям, что подчеркивает прагматичность этой области.

Современные вызовы, направления исследований и практическое значение физики

Физика, несмотря на свою древнюю историю, остается одной из самых динамично развивающихся наук, постоянно расширяющей горизонты нашего понимания и открывающей пути для беспрецедентных технологических прорывов. Она не только отвечает на вопросы, но и генерирует новые вызовы, стимулируя инновации в самых разных сферах.

Космология и физика элементарных частиц: Познание Вселенной

Современная космология — это не просто область астрономии, а фундаментальная наука об эволюции Вселенной, строящаяся на проверенных эмпирических данных и надёжной физической теории. Она изучает Вселенную в целом: ее происхождение, законы развития, наиболее общие эпохи ее истории, крупномасштабную структуру и будущее.

Современная космология является самой сложной областью астрономии, действуя на стыке со многими разделами физики, в первую очередь:

• Теории гравитации: Особенно общей теории относительности Эйнштейна, которая описывает динамику пространства-времени, лежащую в основе расширения Вселенной и образования крупномасштабных структур.
• Физики элементарных частиц и сверхвысоких энергий: Понимание ранних этапов развития Вселенной требует знания поведения материи при экстремальных температурах и плотностях, что возможно только с помощью физики элементарных частиц, изучающей фундаментальные строительные блоки мироздания и их взаимодействия. Исследования на Большом адронном коллайдере, например, напрямую связаны с космологическими вопросами.

Ключевые вопросы современной космологии включают природу темной материи и темной энергии, механизмы инфляции в ранней Вселенной, существование других вселенных (мультивселенная) и будущее нашей Вселенной.

Физика наномасштаба: Новые материалы и технологии

Одним из наиболее перспективных направлений современной физики является исследование явлений на наномасштабе (1-100 нм). На этом уровне классические законы физики теряют свою универсальность, и начинают проявляться совершенно новые эффекты, открывающие колоссальные возможности для создания материалов и устройств с уникальными свойствами.

Ключевые физические особенности наноструктур:

1. Квантование энергии: Электроны в наноструктурах (например, в квантовых точках) занимают только дискретные энергетические уровни, подобно электронам в атомах. Это приводит к изменению оптических и электрических свойств материалов, делая их, например, ярко флуоресцентными.
2. Увеличение соотношения площади к объёму: На наноуровне поверхностные атомы составляют значительную долю от общего числа атомов. Это усиливает химическую реактивность, адсорбционные свойства и каталитическую активность наноматериалов.
3. Эффекты туннелирования: Квантово-механический эффект, при котором частица может преодолевать потенциальный барьер, даже если ее энергия меньше высоты барьера. Эти эффекты используются, например, в сканирующей туннельной микроскопии для визуализации атомов на поверхности, а также в некоторых типах электроники.

Идея манипулирования отдельными атомами, высказанная Ричардом Фейнманом в 1959 году, сейчас активно реализуется в нанотехнологиях. Насколько далеко сможет зайти человечество в этом стремлении управлять материей на самом фундаментальном уровне?

Применения нанотехнологий, основанные на физических принципах:

• Электронная промышленность: Нанотехнологии используются для создания микроэлектронных компонентов, таких как полупроводниковые материалы, транзисторы и процессоры, которые являются «мозгом» современных компьютеров, мобильных устройств и другой электроники. Миниатюризация и повышение эффективности чипов напрямую зависят от способности работать на наноуровне.
• Энергетика:
  • Солнечные батареи: Наноструктурированные поверхности и квантовые точки позволяют повысить эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую.
  • Термоэлектрическое преобразование: Наноматериалы с улучшенными термоэлектрическими свойствами используются для преобразования тепла в электричество и наоборот.
  • Накопление энергии: Создание высокоёмких батарей и суперконденсаторов с наноструктурированными электродами значительно увеличивает их энергетическую плотность и скорость зарядки.
  • Ветровая энергетика: Легкие и прочные нанокомпозиты используются для изготовления лопастей ветровых турбин, что повышает их эффективность.

Физика на службе здоровья и информационных технологий

Физика является неотъемлемой частью развития технологий и инноваций, формирующих современную жизнь, и ее роль будет расти в будущем.

В медицине:
Физика лежит в основе большинства современных медицинских технологий, обеспечивая как диагностику, так и терапию:

• Рентгенография, компьютерная томография (КТ): Используют рентгеновское излучение для визуализации внутренних структур тела.
• Ультразвуковое исследование (УЗИ): Применяет звуковые волны высокой частоты для создания изображений мягких тканей.
• Магнитно-резонансная томография (МРТ): Использует сильные магнитные поля и радиоволны для получения детальных изображений органов и тканей.
• Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), однофотонная эмиссионная компьютерная томография (SPECT): Методы ядерной медицины, позволяющие изучать метаболические процессы в организме.
• Лучевая терапия: Применение ионизирующего излучения для лечения онкологических заболеваний.
• Адронная терапия (протонная и ионная): Передовая форма лучевой терапии, использующая пучки протонов или ионов углерода для более точного воздействия на опухоли с минимальным повреждением здоровых тканей.

Перспективные направления в медицинской физике: разработка ионных источников для лечения онкологических заболеваний, создание более доступных аппаратов МРТ (например, не требующих жидкого гелия или мобильных), а также развитие адронной и флеш-терапии, которая позволяет доставлять ультравысокие дозы радиации за доли секунды.

В информационных технологиях:

• Электроника: Физика определяет процессы передачи информации через электронные компоненты. Законы электродинамики и квантовой механики лежат в основе функционирования транзисторов, диодов, чипов, дисплеев, батарей и сенсоров мобильных устройств.
• Коммуникационные системы: Практические применения теории Максвелла включают мобильные телефоны, Wi-Fi, телевидение, GPS-навигацию, радиолокацию. Его уравнения послужили теоретической основой для создания и развития радиосвязи и электротехники.
• Квантовые вычисления: Одно из самых актуальных направлений, основанное на макроскопическом квантовом туннелировании и квантовании энергии (за что была присуждена Нобелевская премия 2025 года). Квантовые компьютеры, использующие принципы суперпозиции и запутанности, обещают революционные прорывы в криптографии, информационной безопасности, разработке новых материалов и моделировании сложных систем.

В энергетических системах:
Физические принципы используются для:

• Солнечной энергии (фотоэлектрический эффект).
• Ядерной энергии (деление атомных ядер в реакторах).
• Ветровой и биоэнергетики.

Исследования в области альтернативных энергоносителей продолжают развиваться, включая разработку новых материалов для солнечных панелей и эффективных методов хранения энергии.

Социокультурное значение и популяризация физики

Физические открытия имеют колоссальное социокультурное значение, приводя к техническим переворотам, созданию новых отраслей промышленности и развитию соответствующих технических наук.

• Исторические примеры: Открытия в области электромагнетизма привели к появлению телефонов, радио, телевидения, интернета. Исследования в термодинамике способствовали созданию паровых машин, двигателей внутреннего сгорания и, как следствие, автомобилей.
• Современность: Физика обеспечивает фундаментальные знания для разработки новых материалов, медицинских технологий, энергетических и коммуникационных систем, которые формируют нашу цивилизацию.

Развитие физики также тесно связано с социокультурными аспектами. Масштабные государственные проекты (например, создание ядерного и термоядерного оружия в середине XX века) обеспечивали беспрецедентную кадровую и финансовую поддержку фундаментальных исследований, что приводило к бурному развитию целых областей физики. Важную роль играют также научные школы, возникающие спонтанно вокруг неформальных лидеров, способствующие развитию инициативы и самостоятельности мышления участников.

Популяризация науки — критически важный аспект. Физика является обязательным предметом в общеобразовательных школах и вузах, таких как МГУ, где курс «История и методология физики» читается студентам пятого курса физического факультета. Акции, такие как «Ученые — в школы» в рамках Фестиваля НАУКА 0+, направлены на популяризацию науки среди школьников. Тема фестиваля в 2025 году — «Твоя квантовая Вселенная» — соответствует объявленному ООН Международному году квантовой науки и технологий, подчеркивая глобальное значение и актуальность физических исследований для всего человечества.

Заключение

Путешествие в мир физики — это постоянное расширение горизонтов познания, где каждый ответ рождает новые вопросы, а каждое открытие ведет к следующим, еще более глубоким прозрениям. Мы проследили путь этой фундаментальной науки от ее античных истоков, когда знание о природе было частью натурфилософии, через революции Галилея и Ньютона, заложившие основы классической механики, до грандиозных преобразований XX века, ознаменованных появлением электродинамики Максвелла, теории относительности Эйнштейна и квантовой механики.

Физика — это не просто совокупность теорий; это непрерывно развивающийся диалог человека с природой, основанный на строгой методологии, включающей эксперимент, математическое моделирование и философское осмысление. Она не только раскрывает фундаментальные законы, управляющие Вселенной, но и служит неиссякаемым источником технологических инноваций, формирующих облик нашей цивилизации: от электронных устройств и медицинских технологий до новых источников энергии и перспектив квантовых вычислений.

Современные вызовы, такие как разгадка тайн космологии, понимание наномасштабных явлений и объединение фундаментальных теорий, лишь подчеркивают, что физика остается на переднем крае научного прогресса. Ее непреходящая роль в научном познании, технологическом развитии и формировании мировоззрения человека будет только расти, открывая новые горизонты для будущих поколений исследователей.

Список использованной литературы

1. Горелов, А.А. Концепции современного естествознания: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. − М.: Академия, 2006. – С. 98-100.
2. Горохов, В.Г. Концепции современно естествознания: учеб. пособие. − М.: ИНФРА-М, 2003. – С. 111-113.
3. Карпенков, С.Х. Концепции современного естествознания: учеб. для вузов. – М.: Академический Проект, 2000.
4. Найдыш, В.М. Концепции современного естествознания. -изд. 2-е, перераб. и доп. – М.: Альфа-М; ИНФРА, 2004. — С. 60-63.
5. Ожегов, С.И., Шведова, Н.Ю. Толковый словарь русского языка. − М.: ИТИ ТЕХНОЛОГИИ, 2003.
6. Прохоров А.М. Большой энциклопедический словарь. − М.: Советская энциклопедия, 1993.
7. Храмов, Ю.А. Физики: биографический справочник. − М.: Наука, 1983. − 400 с.
8. Полупроводниковые запоминающиеся устройства // Большая энциклопедия нефти и газа. – Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id554821p2.html.
9. Современный персональный компьютер // Большая энциклопедия нефти и газа. – Режим доступа: http://www.ngpedia.ru/id100575p2.html.
10. Касавин, И.Т. (сост.). Энциклопедия эпистемологии и философии науки. — М.: «Канон+», 2009. — URL: http://iph.ras.ru/elib/Enc_Epistem.html.
11. Фирсов, А. В. Физика для профессий и специальностей технического и естественно- научного профилей : учебник. — 6-е изд., стер. — М. : Издательский центр «Академия», 2014. — URL: https://www.academia-moscow.ru/catalogue/4890/105120712/.
12. Трофимова, Т. И. Физика : учебник для студ. учреждений высш. проф. образования. — 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Издательский центр «Академия», 2013. — URL: https://www.academia-moscow.ru/data/attachments/files/Trofimova_Fizika_ser_Bakalavriat_2_e_izd_pr.pdf.
13. Князев, В. Н. Философия физики: главные смыслы и опыт преподавания. // КиберЛенинка. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/filosofiya-fiziki-glavnye-smysly-i-opyt-prepodavaniya.
14. Липкин, А. И. Структура современного физического знания. // КиберЛенинка. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/struktura-sovremennogo-fizicheskogo-znaniya.
15. Визгин, В. П. Социокультурные аспекты Стандартной модели в физике элементарных частиц и истории ее создания. // КиберЛенинка. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sotsiokulturnye-aspekty-standartnoy-modeli-v-fizike-elementarnyh-chastits-i-istorii-ee-sozdaniya.
16. Полуян, П.В. Философский принцип развития в контексте методологии физики. // Современные проблемы науки и образования. — 2012. — № 5. — URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=7243.
17. Курамшина, А.Е., Федулов, М.С. Роль физики в развитии современных технологий. // Elibrary.ru, 2023. — URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=54005164.
18. Князев, В.Н. Эпистемология физики в контексте философии познания. // КиберЛенинка. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/epistemologiya-fiziki-v-kontekste-filosofii-poznaniya.
19. Общая физика (учебники, курсы лекций, задачники, справочники) // ИКФИА СО РАН. — URL: http://www.ikfia.sbras.ru/books/phys/physics_courses.
20. Пригожин, И., Стенгерс, И. Порядок из Хаоса. Новый диалог человека с природой. — М.: Прогресс, 1986. — URL: http://babr.ru/biblioteka/prigogine/prigogine_poryadok_iz_haosa_new_dialog.htm.
21. Белозеров, И.М. Природа глазами физика. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». — 2008. — № 12 (68). — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/priroda-glazami-fizika.
22. Современная физика – новый этап диалога человека с природой. // Научное обозрение. Технические науки. — 2012. — № 6. — С. 34-37. — URL: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=1254.
23. Нобелевскую премию по физике присудили за макроскопическое квантовое туннелирование и квантование энергии в электрических цепях. // N+1, 2025. — URL: https://nplus1.ru/news/2025/10/07/nobel-physics-2025.
24. «Фундаментальный квантовый эффект был продемонстрирован для достаточно большой системы». Алексей Семихатов о Нобелевке по физике 2025. // Научная Россия, 2025. — URL: https://scientificrussia.ru/articles/nobelevskuyu-premiyu-po-fizike-prisudili-za-makroskopicheskoe-kvantovoe-tunnelirovanie-i-kvantovanie-energii-v-elektricheskoj-cepi.
25. Артем Нойман. Общая теория относительности Эйнштейна: в чем ее суть и почему ей все так восхищаются. // TechInsider, 2023. — URL: https://www.techinsider.ru/science/1915637-obschaya-teoriya-otnositelnosti-eynshteyna-v-chem-ee-sut-i-pochemu-ey-voshischayutsya/.
26. Теория относительности: как связаны скорость и гравитация и почему по Вселенной идёт рябь. // Skillbox Media, 2025. — URL: https://skillbox.ru/media/science/teoriya-otnositelnosti-kak-svyazany-skorost-i-gravitatsiya-i-pochemu-po-vselennoy-idyet-ryab/.
27. Черепащук, A. M., Чернин, А. Д. Современная космология: факты и идеи. // КиберЛенинка. — URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennaya-kosmologiya-fakty-i-idei.
28. Физические основы нанотехнологий // Медицинская физика. Учебник. — URL: https://www.medphys.ru/fizicheskie-osnovy-nanotehnologij/.
29. Поленов, Ю.В., Лукин, М.В., Егорова, Е.В. Физико-химические основы нанотехнологий. Учебное пособие. — Иваново: ИГХТУ, 2013. — URL: http://library.isuct.ru/portal/book/75204.
30. Смирнов, В. И. Физические основы нанотехнологий и наноматериалы : учебное пособие. – Ульяновск : УлГТУ, 2017. — URL: https://elib.ulstu.ru/fulltext/docs/2017/smirnov-fi_os_nanotech/.
31. Квантовая механика: основные принципы, история развития и современные открытия. — URL: https://sciencepop.ru/kvantovaya-mekhanika-osnovnye-printsipy-istoriya-razvitiya-i-sovremennye-otkrytiya/.
32. Теория Максвелла: основа современных технологий. // Stemnews.am. — URL: https://stemnews.am/ru/article/teoriya-maksvella-osnova-sovremennyh-tehnologij.
33. Классическая механика — энциклопедия. // Российское общество Знание. — URL: https://znanierussia.ru/articles/klassicheskaya-mehanika.
34. В чем заключалась революционность теории Максвелла? // Вопросы к Поиску с Алисой. — URL: https://yandex.ru/q/question/v_chem_zakliuchalas_revoliutsionnost_teorii_73b7d15b/.
35. Физическая парадигма. // Полевая физика. — URL: https://www.poleznayafizika.ru/fizicheskaya_paradigma/.
36. НЬЮТОН. // Электронная библиотека Института философии РАН. — URL: https://iphlib.ru/library/collection/newton/page/newton_biography.
37. Ньютон, как основоположник современного физического миропонимания. // Электронная библиотека БГУ. — URL: http://elib.bsu.by/bitstream/123456789/22901/1/35-43.pdf.
38. История и методология физики // Открытые видеолекции учебных курсов МГУ. — URL: https://teach-in.ru/course/history-and-methodology-of-physics.
39. Философские проблемы современной физики // Высшая школа экономики. — URL: https://www.hse.ru/edu/courses/417535490.
40. Курс лекций по дисциплине «Философские проблемы науки и техники». — URL: http://eidos.ru/journal/2006/0517-51.htm.
41. 10 октября пройдет акция «Ученые — в школы. // InScience. — URL: https://inscience.news/ru/article/2025/10/07/akciya-uchenye-v-shkoly.