Реферат: Методические материалы по истории науки (по отраслям научного знания) для аспирантов и соискателей юргту (нпи)

Федеральное агентство по образованию ГОУ ВПО

ЮЖНО – РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

(НОВОЧЕРКАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ)


История и философия науки
Методические материалы по истории науки
(по отраслям научного знания)

для аспирантов и соискателей ЮРГТУ (НПИ)


Составители

В.О.Голубинцев, А.А.Данцев, В.С.Любченко


Новочеркасск 2009

УДК 001.3: 101.1+930 (0.91)


Рецензент:


Л.С.Николаева, доктор философских наук, профессор Новочеркасской государственной мелиоративной академии


В.О.Голубинцев, А.А.Данцев, В.С.Любченко


История и философия науки. Методические материалы по истории науки (по отраслям научного знания) для аспирантов и соискателей ЮРГТУ (НПИ), Новочеркасск, 2009г.


Пособие содержит методический материал по истории науки, составленный для аспирантов и соискателей ЮРГТУ (НПИ), изучающих историю науки в рамках программы-минимум кандидатского экзамена по курсу «История и философия науки».


Оглавление



Методические материалы по истории науки 1

Введение 4

История науки в системе подготовки аспирантов и соискателей 4

ЮРГТУ (НПИ) к сдаче кандидатского экзамена 4

по курсу «Философия науки» 4

Оформление титульного листа: 5

г 5

ИСТОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК 6

ИСТОРИЯ ИНФОРМАТИКИ 17

ИСТОРИЯ МАТЕМАТИКИ 23

ИСТОРИЯ ФИЗИКИ 31

ИСТОРИЯ ХИМИИ 42

И ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ 42

ИСТОРИЯ НАУК О ЗЕМЛЕ (ГЕОЛОГИЯ) 50

ИСТОРИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УЧЕНИЙ 57

ИСТОРИЯ СОЦИОЛОГИИ 74

ИСТОРИЯ ФИЛОСОФИИ 88

ИСТОРИЯ ПЕДАГОГИКИ 103

Методические материалы по истории науки 114



^ Введение История науки в системе подготовки аспирантов и соискателей ЮРГТУ (НПИ) к сдаче кандидатского экзамена по курсу «Философия науки»
В изучении курса «История и философия науки» и в процессе подготовки к сдаче кандидатского экзамена по дисциплине «Философия науки» необходимым этапом является написание реферата по вопросам истории той отрасли научного знания, в которой аспирант (соискатель) проводит исследовательскую работу.

Тема реферата согласовывается с научным руководителем аспиранта (соискателя) и с кафедрой философии. Подготовленный реферат проходит проверку со стороны научного руководителя, осуществляющего первичную экспертизу, оформляемую в виде отзыва (рецензии), а затем проверяется представителем кафедры философии, прошедшим подготовку по дисциплине «История и философия науки», который предоставляет краткую рецензию на реферат и выставляет в итоге оценку по системе «зачтено – незачтено». Только при наличии оценки «зачтено» аспирант (соискатель) допускается к сдаче кандидатского экзамена по философии науки.

Тему реферата аспирант (соискатель) выбирает из перечня примерных тем, предложенных в данном методическом пособии или же предлагает свою тему реферата, руководствуясь Программой по истории соответствующей отрасли науки, приведенной в этом пособии. В последнем случае он также согласовывает намеченную тему реферата со своим научным руководителем и представителем кафедры философии.

Реферат должен включать в себя:

1) план (пункты которого нужно выделить в самом тексте);

2) аннотацию (не более 1 страницы), основную и заключительную части; при этом основная часть должна содержать не менее 2 – 3 вопросов;

3) список используемой (не только цитируемой) литературы, даваемой в алфавитном порядке, с указанием фамилий и инициалов авторов, названия города, издательства, года издания.

Реферат необходимо отпечатать. Объем его должен составлять 18 – 20 страниц, набранных через 1,5 интервала, 14 шрифтом, параметры страниц – стандартные. Листы следует скрепить и поместить в обложку. Приводимые цитаты, выдержки должны сопровождаться ссылками на источник. Ссылку нужно давать в скобках сразу после цитаты, указывая номер цитируемого источника в списке литературы, а через запятую – номер страницы источника, на которой находится цитируемый текст.

При написании реферата аспирант (соискатель) ориентируется на рекомендуемый список литературы, прилагаемый к программе по истории данной отрасли науки, а также привлекает (по возможности) дополнительные литературные источники.

Основой для составления данного методического пособия послужили Программы – минимумы по истории различных отраслей науки, разработанные Институтом истории естествознания и техники РАН, некоторыми другими институтами РАН, историками и философами науки ряда ведущих вузов страны и одобренные соответствующими экспертными советами ВАК Минобразования РФ.
^ Оформление титульного листа:
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Южно-российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт)

РЕФЕРАТ


по истории ______________________________ наук.

___________________________________________________________________________

(тема реферата)

________________________________________________________________


к кандидатскому экзамену по истории и философии науки

аспиранта (соискателя)___________________________________________________

________________________________________________________________

(Ф.И.О., кафедра, научная спец. – расшифровать)

^ Тема диссертации: ____________________________________________

________________________________________________________________


Научный руководитель _______________________________________

(Ф.И.О. ученая степень, звание – расшифровать)

_______________________________________


Рецензент:

(кафедры философии) ________________________________________

(Ф.И.О. ученая степень, звание – расшифровать)

________________________________________


НОВОЧЕРКАССК – 2009 г.
^ г ИСТОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

1. История технических наук механического цикла

1.1. Научная революция XVII века. Предпосылки приложения научных результатов в технике. Техника как объект исследования естествознания. Роль технических средств (научных инструментов, измерительных приборов) в становлении экспериментального естествознания XVII века.

^ 1.2. Механика XVII – XVIIIвв.

Механика Галилея, ее основные достижения: изучение падения тел, принцип инерции, принцип относительности, параболическая траектория движения снаряда.

^ Картезианская картина мира. Теория вихрей. Сущность тяготения по Декарту. Закон сохранения количества движения. Теория удара. Первый закон Ньютона у Декарта.

^ Механика Гюйгенса. Динамика равномерного кругового движения, формула центробежной силы. Создание маятниковых часов. Теория физического маятника. Законы сохранения. Движение центра тяжести системы. Теория упругого удара.

^ Механика Ньютона. Переписка с Робертом Гуком относительно траектории падающего тела. История возникновения «Математических начал натуральной философии». Значение «начал» для дальнейшего развития науки. Законы Ньютона как основа новой механики. Система мира и небесная механика Ньютона. Закон всемирного тяготения. Гидромеханика Ньютона.

Формирование основ сопротивления материалов в период творческой деятельности Галилея. Вопросы сопротивления материалов после Галилея. Задача об изгибе балки. Исследования Лейбница, Мариотта, Вриньона, Я.Бернулли, А.Парана. «Аналитический трактат о сопротивлении твердых тел» Жирара (1798г.) – первый учебник по сопротивлению материалов.

Экспериментальные исследования и разработка физико-математических основ механики жидкостей и газов. Формирование гидростатики как раздела гидромеханики в трудах Галилея, Стевина, Паскаля и Торричелли. Элементы научных основ гидравлики в труде «Гидравлико-пневматическая механика» (1644) Каспара Шота. Развитие гидромеханики в посленьютоновский период. Гидростатика в работах А.Клеро («Теория фигуры Земли») и Л.Эйлера («Карабельная наука» и «Общие принципы равновесия жидкостей»).

Создание гидродинамики идеальной жидкости и изучение проблемы сопротивления трения в жидкости: И.Ньютон, А.Шези, О.Кулон и др. Экспериментальные исследования и обобщение практического опыта в гидравлике: Ж.Даламбер, Ж.Лагранж, Д.Бернулли, Л.Эйлер. Вывод общих уравнений движения идеальной жидкости: «Опыт новой теории движения и сопротивления жидкостей» Даламбера, «Общие принципы движения жидкостей» Эйлера.

^ Механика твердого тела. Исследования Л.Эйлера («Теория движения твердых тел»). Поступательное и вращательное движение. Углы Эйлера. Момент инерции. Дифференциальные уравнения вращения твердого тела вокруг центра тяжести при отсутствии внешних сил.

^ Механика колебаний. Исследование колебаний струны (Б.Тейлор, Д.Бернулли). Эйлер и Бернулли о колебаниях упругого стержня. Вывод поперечных колебаний струны (Даламбер) и мембраны (Эйлер, Лагранж). Эксперименты Хладни.

Принцип Даламбера. Первые попытки сведения динамических задач к статике (Бернулли, Я.Германн). Метод Эйлера (работа «О малых колебаниях тел»). «Динамика» Даламбера. Принцип Даламбера. Элементарные силы в «Теории движения твердых тел» Эйлера.

^ Принцип возможных перемещений. Ж.Лангранж и его «Аналитическая механика». Доказательство принципа возможных перемещений и его применение к задачам динамики. Общие уравнения статики и динамики. Обобщенные координаты.

Становление строительной механики. Труды Ж.Понселе, Г.Ламе, Б.П.Клапейрона. Руководство М.Прони «Новая гидравлическая архитектура». Расчет действия водяных колес, плотин, дамб и шлюзов: Ф.Герстнер, П.Базен, Митон, Н.Петряев и др.

^ 1.3. Основные направления развития наук механического цикла в XIX – начале ХХвв. Промышленный переворот конца XVIII – XIXвв. Механика на службе техники. Парижская политехническая школа и разработка в ней научных основ машиностроения. Работы Г.Монжа, Ж.Ашетта, Л.Пуансо, С.Д.Пуассона, М.Прони, Ж.В.Понселе. Первый учебник по конструированию машин И.Ланца и А.Бетанкура (1819г.). Ж.В.Понселе: «Введение в индустриальную механику» (1829г.).

Основные направления механики в XIXв.:

– вариационные принципы механики (Гаусс, Герц и др.);

– развитие методов интегрирования основных уравнений динамики (Пуассон, Гамильтон, Остроградский, Якоби);

– геометрические методы в механике. «Начала статики» Пуансо. Исследование относительного движения (Кориолис). Маятник Фуко;

– теория движения твердых тел. Геометрическая интерпретация и аналитические исследования случаев Эйлера и Лагранжа. Работы Ковалевской;

– проблемы устойчивости равновесия и движения. Теорема Лагранжа – Дирихле. Создание теории устойчивости. Исследования Рауса, Жуковского, Пуанкаре, Ляпунова;

– техническая механика.

Развитие гидромеханики идеальной жидкости в XIX веке. Гельмгольц и новые направления в гидромеханике. Методы теории аналитических функций в исследованиях движения жидкости. Теория волн.

^ Гидромеханика вязкой жидкости. Вывод уравнений Навье – Стокса на основе корпускулярной модели жидкости и на основе континуальной модели. Теория гидродинамической смазки (Н.П.Петров, О.Рейнольдс). Режимы течения жидкости. Теория движения жидкости в пористых средах.

^ Теория упругости. Понятие о напряженном состоянии. Вывод основных уравнений теории (Навье, Коши, Пуассон). Энергетический подход Грина. Дискуссия о числе физических констант, характеризующих произвольное упругое тело. Исследования Г.Ламе. Упругий эфир как понятие физики XIX века.

Развитие теории механизмов и машин. «Принципы механизма» Р.Виллиса (1870г.) и «Теоретическая кинематика» Ф.Рело (1875г.), Германия. Петербургская школа машиноведения: 1860 – 1880гг. Вклад П.Л.Чебышева в аналитическое решение задач по теории механизмов. Труды М.В.Остроградского. Создание теории шарнирных механизмов. Работы П.О.Сомова, Н.Б.Делоне, В.Н.Лигина, Х.И.Гохмана. Работы Н.Е.Жуковского по прикладной механике. Труды Н.И.Мерцалова по динамике механизмов, Л.В.Ассура по классификации механизмов. Вклад И.А.Вышнеградского в теоретические основы машиностроения, теорию автоматического регулирования, создание отечественной школы машиностроения.

Формирование конструкторско – технологического направления изучения машин. Создание курса по расчету и проектированию деталей и узлов машин – «детали машин» (К.Бах – Германия, А.И.Сидоров – Россия, МВТУ). Разработка гидродинамическлй теории трения (Н.П.Петров). Создание теории технологических (рабочих) машин: В.П.Горячкин «Земледельческая механика» (1919г.). Развитие машиноведения и механики машин в работах П.К.Худякова, С.П.Тимошенко, С.А.Чаплыгина, Е.А.Чудакова, В.В.Добровольского, И.А.Артоболевского, А.И.Целикова.

^ 1.4. Развитие наук механического цикла в ХХ веке. Дальнейшая дифференциация области механических дисциплин в ХХв. Возникновение новых дисциплин: газовая динамика, теория пограничного слоя, механика гироскопов, нелинейная динамика, теория динамических систем, мехатроника и т.д. Рождение технетики – нового учения о технической реальности (Б.И. Кудрин и др.). Механика и освоение космического пространства.

^ 2. История становления и развития теплотехнических дисциплин. Развитие учения о теплоте в XVIIIв. Вклад российских ученых М.В.Ломоносова и Г.В.Рихмана. Универсальная паровая машина Дж.Уатта (1784г.)

Создание научных основ теплотехники в первой половине XIXв. Труды Ж.Б.Фурье (установление общих законов теплопроводности), применение математических методов: – уравнение Фурье – Остроградского (1822г.), работа С.Карно «Размышление о движущей силе огня», создавшие теоретические средства совершенствования тепловых двигателей. Понятие термодинамического цикла.

Вклад Ф.Араго, Г.Гирна, Дж.Дальтона, П.Дюлонга, Б.Клапейрона, А.Пти, А.Реньо и Г.Цейнера в изучение свойств пара и газа. Геометрическая интерпретация термодинамических циклов (Б.Клапейрон), понятие идеального газа. Формулировка первого и второго законов термодинамики (Р.Клаузиус, В.Томсон и др.). Разработка молекулярно – кинетической теории теплоты. Сочинение Р.Клаузиуса «О движущей силе теплоты» (1850г.). Закон эквивалентности механической энергии и теплоты (Р.Майер, 1842г.). Определение механического эквивалента теплоты (Джоуль, 1847г.). Закон сохранения энергии (Гельмгольц, 1847г.). Обоснование невозможности «вечного двигателя».

Дальнейшее развитие научных основ теплотехники во второй половине XIX – начале ХХвв. Термодинамические циклы: У.Ранкин (1859г.), Н.Отто (1878г.), Дизель (1893г.), Брайтон (1906г.). Формирование теории паровых двигателей (Клаузиус, Ранкин, Цейнер). Создание основ расчета паровых турбин (Г.Лаваль, Ч.Парсонс, К.Рато, Ч.Кертис).

Крупнейшие представители отечественной теплотехнической школы второй половины XIX – первой трети ХХвв.: И.П.Алымов, И.А.Вышнеградский, А.П.Гавриленко, А.В.Гадолин, В.И.Гриневецкий, Г.Ф.Депп, М.В.Кирпичев, К.В.Кирин, А.А.Радциг, Л.К.Рамзин, В.Г.Шухов.

^ 3. История технических наук электротехнического и электроэнергетического циклов. Открытия, эксперименты, исследования в физике электрических и магнитных явлений (А.Вольта, А.Ампер, Х.Эрстед, Г.Ом, М.Фарадей и др.). Значение работ М.Фарадея для нахождения нового (для ХIХ века) способа получения электрического тока посредством магнитоэлектрического генератора. Возникновение изобретательской деятельности в электротехнике. Изобретение первого электродвигателя (Б.С.Якоби, 1834г.). Открытие принципа обратимости электрических машин (Э.Х.Ленц). Закон выделения тепла в проводнике с током Ленца – Джоуля. Создание основ физико-математического описания процессов в электрических цепях: Г.Кирхгоф, Г.Гельмгольц, В.Томсон (1845 – 1847гг.). Разработка первого практически пригодного генератора постоянного тока с кольцевым якорем (З.Грамм, 1869г.). Начало промышленного производства электрических машин. Дж.Гопкинсон: разработка представления о магнитной цепи машины (1886г.).

Теоретическая разработка проблемы передачи электроэнергии на расстояние (В.Томсон, В.Айртон, М.Депре, О.Фрелих и др.). Создание теории переменного тока. Разработка метода векторных диаграмм (Т.Блекслей, Г.Капп, А.Гейланд, 1889г.). Вклад М.О.Доливо – Добровольского в теорию переменного тока, в создание трёхфазового двигателя. Первые линии электропередачи. Зарождение электрического транспорта.

Дальнейшая разработка теоретических основ электротехники. Ч.П.Штейнметц и метод комплексных величин для цепей переменного тока (1893 – 1897гг.) Формирование схем замещения. Развитие теории переходных процессов. О.Хевисайд и введение операционного исчисления в электротехнику. Формирование теоретических основ электротехники как научной и базовой учебной дисциплины. Прикладная теория поля. Методы топологии Г.Крона. Матричный и тензорный анализ в теории электрических машин. Становление теории электрических цепей как фундаментальной технической теории (1930 – е гг.).

Электроэнергетика: возникновение, состояние в конце XIX – начале XXвв. Электроэнергетика в России в первые десятилетия ХХ века. Разработка и реализация планов развития электроэнергетики в СССР в 1920 – е – 1930 – е гг. Работа Г.М. Кржижановского «Основные задачи электрификации России» (1920г.).

Развитие тепловой электроэнергетики. Становление теории тепловых электростанций (ТЭС) как комплексной расчетно-прикладной дисциплины. Вклад в развитие теории ТЭС Л.И.Керцелли, Г.И.Петелина, Я.М.Рубинштейна, В.Я.Рыжкина, Б.М.Якуба и др.

Возникновение и развитие атомной электроэнергетики. Начало советской атомной науки. Развитие прикладной ядерной физики. Разработка и строительство двух гигантских электростатических генераторов в Ленинградском электрофизическом институте и Украинском физико – техническом институте для проведения исследований в области ядерной физики (1930 – е годы).Создание теории циклотрона. Циклотрон, постоенный в Государственном Радиевом институте (сотрудниками ГРИ Л.В.Мысовским, И.В.Курчатовым, В.Н.Рукавишниковым и др.). Экспериментальное исследование деления тяжелых ядер (И.В.Курчатов и др.). Создание первой в научной литературе теории цепной реакции деления (Ю.Б.Харитон, Я.Б.Зельдович), и её практическое осуществление.

Разработка и создание в СССР первого на европейском континенте ядерного реактора Ф – 1 (физический первый урановый котёл, 1940 – е гг.). Первая в мире атомная электростанция мощностью 5 МВт как символ новой эры в электроэнергетике (Обнинск, 1954г.). Вклад российских (советских) ученых (И.В. Курчатова, Л.И.Блохинцева, Н.А.Доллежаля, А.П.Александрова и др.) в теорию и практику атомной электроэнергетики, в организацию отечественной атомной промышленности.

^ 4. Эволюция технических наук во второй половине ХХ века. Научно – техническая революция второй половины ХХ века: исторические этапы, основные направления.

^ Математизация технических наук. Формирование к середине ХХ в. фундаментальных разделов технических наук: теории цепей, теории двухполюсников и четырехполюсников, теории колебаний и др. Появление теоретических представлений и методов расчета, общих для фундаментальных разделов различных технических наук.

Возникновение новых областей научно – технических знаний. Развитие ядерного приборостроения и его научных основ. Создание искусственных материалов, становление теоретического и экспериментального материаловедения. Робототехника: история и современность. Поиск новых и совершенствование существующих преобразователей энергии как одно из направлений современной НТР. Появление новых технологий и технологических дисциплин. Развитие полупроводниковой техники, микроэлектроники и средств обработки информации.

^ Системно – интегративные тенденции в развитии науки и техники второй половины ХХ века. Проектирование больших технических систем. Формирование системы «фундаментальные исследования – прикладные исследования – разработки». Реализация масштабных научно-технических проектов (освоение атомной энергии, создание ракетно-космической техники).

^ Проблемы автоматического регулирования автоматизации и управления в сложных технических системах. От теории автоматического регулирования к теории автоматического управления и кибернетике. Системно – кибернетические представления в технических науках. Создание гибких автоматизированных производств.

Исследование и проектирование сложных «человеко – машинных» систем: системный анализ и системотехника, эргономика и инженерная психология, техническая эстетика и дизайн. Образование комплексных научно – технических дисциплин.

Проблема оценки воздействия техники на окружающую среду. ^ Инженерная экология. Экологизация техники и технических наук.

Охрана труда, пожарная и промышленная безопасность. Теоретические вопросы охраны труда и здоровья горных и промышленных работников в трудах ученых XVI–XVIIIвв. (Парацельс, Агрикола, Рамацини, Ломоносов), их значение для развития рудничной вентиляции, улучшения подземных и промышленно-наземных условий труда. Разработка вопросов безопасности труда и производственной санитарии (с позиций медицинских и инженерных подходов) в XIX – начале ХХвв.

История теории и практики пожарного дела, ее этапы. Формирование предупредительных мер борьбы с пожарами, развитие научных основ и техники пожаротушения (XIX–ХХвв.). Возникновение и развитие профессиональной противопожарной службы в России.


Рекомендуемая литература

История механики с древнейших времен до конца ХVIII в. – М.: Наука, 1972.

История механики с конца XVIII в. до середины ХХ в. – М.: Наука, 1973.

Мандрыка А.П. Взаимосвязь механики и техники: 1770 – 1970. – Л.: Наука, 1975.

Веселовский И.Н. Очерки по истории теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1974.

Боголюбов А.Н. Теория механизмов и машин в историческом развитии её идей. – М.: Наука, 1976.

Иванов Б.И., Чешев В.В. Становление и развитие технических наук. – Л.: Наука, 1977.

Козлов Б.И. Возникновение и развитие технических наук. Опыт историко – теоретического исследования. – Л.: Наука, 1988.

Мандрыка А.П. Очерки развития технических наук. – Л.: Наука, 1984.

Горохов В.Г. Знать, чтобы делать. История инженерной профессии и её роль в современной культуре. – М.: Знание, 1987.

История электротехники// Под ред. И.А.Глебова. – М.: Изд.МЭИ, 1999.

Симоненко О.Д. Электротехническая наука в первой половине ХХ века. – М.: Наука, 1988.

Современная радиоэлектроника (50-е – 80-е гг.) // Под ред. В.П. Борисова, В.М. Родионова. – М.: Наука, 1993.

Формирование радиоэлектроники (середина 20-х – середина 50 – х гг.) // Под ред. В.М.Родионова. – М.: Наука, 1988.

Игонин В.В. Атом в СССР. Развитие советской ядерной физики. – Саратов: Изд-во Саратовского университета, 1975.

Маринко Г.И. Диалектика современного научно – технического знания. – М.: Изд-во Московского ун – та, 1985.

В.А.Веников, И.Б. Новик. Прометей в ХХ веке. Заметки и размышления о научно – технической революции. – М.: Знание, 1970.

Дынкин А.А. Новый этап НТР. Ответ.ред. С.М.Никитин. – М.: Наука, 1991.

Фундаментальные и прикладные исследования в условиях НТР. – Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1978.

Фундаментальные исследования и технический прогресс. Ответ.ред.акад. Д.К.Беляев, чл.-корр. АН СССР А.П.Деревянко. – Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1985.

Научные школы Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. История развития // Под ред. И,Б. Федорова и К.С.Колесникова. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1995.

Кудрин Б.И. Технетика: новая парадигма философии техники (третья научная картина мира). – Томск, 1998.

Поликарпов В.С. История науки и техники. Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 1999.

Дятчин Н.И. История развития техники. Учеб.пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2001.

Розин В.М. Философия техники. От египетских пирамид до виртуальных реальностей. – М.: NOTA BENE, 2001.

Шаповалов В.Ф. Философия науки и техники. О смысле науки и техники и о глобальных угрозах научно-технической эпохи. – М.: ФАИР-ПРЕСС, 2004.


Темы рефератов по истории технических наук

Научная революция XVII века: появление экспериментального естествознания, зарождение взаимосвязи науки и техники.

Творческая жизнь Г.Галилея и становление механики как науки.

Рождение науки о прочности: работа Г.Галилея «Беседы и математические доказательства, касающиеся двух новых отраслей науки».

Формирование учения о сопротивлении материалов в эпоху Нового времени.

Ш. Кулон и его работы в области науки о сопротивлении материалов.

И.Ньютон как создатель классической механики. Механистическая картина мира XVII – XVIIIвв.

Картезианская картина мира. Механика Гюйгенса.

Возникновение и развитие механики жидкостей и газов.

Разработка проблем гидростатики и история создания Отто фон Герике пневматической машины (XVIIв.).

Механика твердого тела и механика колебаний в истории наук механического цикла.

Становление строительной механики как научной дисциплины.

Работы Луи Новье и реформы строительной механики.

Леонард Эйлер – основоположник строительной механики в России.

Великие инженеры Г.Эйфель, В.Г.Шухов, И.Штраус – основоположники новых подходов к развитию теории расчета сооружений.

Работа С.П.Тимошенко по устойчивости упругих систем.

Развитие теории механизмов и машин (вторая половина XIX – первая половина ХХвв.).

Развитие средств передачи механической энергии (от античности и до ХХ века).

Гидромеханика идеальной жидкости в XIX веке.

Гидравлика: развитие от античности до наших дней.

История и достижения научно-технического прогресса в области водоснабжения.

История и достижения научно-технического прогресса в области водоотведения.

Теоретическое и экспериментальное материаловедение ХХ века.

Порошковая металлургия: история и современное состояние.

Двигатели внутреннего сгорания: изобретение, научная проработка, развитие (конец XIX–ХХвв.).

Формирование теории упругости. Концепция упругого эфира и её крушение.

Развитие научных основ машиностроения в XIX – начале XXвв.

Развитие наук механического цикла в ХХ столетии.

Промышленный переворот второй половины XVIII – XIXвв., его роль в развитии техники и науки.

Учение о теплоте и паровые машины XVIII века.

Создание научных основ теплотехники в XIX веке.

Развитие теплотехнических дисциплин в первой половине ХХ века.

Открытия, эксперименты, теоретические исследования в области электрических и магнитных явлений в XVIII – XIXвв.

Разработка теоретических основ электротехники в XIX – первой половине XXвв.

Сверхпроводимость: история открытия и перспективы технического применения.

Зарождение и развитие научных основ и техники трехфазного тока.

Создание научных основ конструирования электрических машин в XIXвеке.

Вклад М.О. Доливо-Добровольского в развитие электротехнической науки.

История внедрения электрической энергии в промышленные технологии (конец XIX–ХХвв.).

Рождение «изобретательской индустрии»: первые лаборатории для внедрения научных достижений в промышленности (конец XIX – начало ХХвв.).

Первые электрические станции постоянного и переменного тока.

Становление и развитие тепловой электроэнергетики в конце XIX – первой половине XX вв.

Гидроэнергетика: история и современное состояние.

Государственный план электрификации России (ГОЭЛРО) и его значение для промышленного развития страны (20–30-е гг. ХХ века).

Теоретическая проработка и технические решения проблемы передачи электроэнергии на расстояния (XIXвек).

Развитие в ХХ столетии научных основ и инженерной практики релейной защиты электрических сетей.

История формированиия научных основ и инженерной практики турбостроения (вторая половина XIX – первая половина ХХвв.).

Развитие автоматизированного электропривода (конец XIX – начало ХХвв.).

Зарождение и развитие электроавтоматики и электроприборостроения.

Атомная электроэнергетика второй половины XX века: возникновение и развитие.

Вклад отечественных ученых в теорию и практику атомной электроэнергетики.

Поиски, теоретические обоснования альтернативных (нетрадиционных) источников электрической энергии во второй половине ХХ века.

Термоядерная энергетика: формирование идей, создание экспериментальной базы, перспективы реализации (вторая половина ХХ – первое десятилетие XXIвв.).

История отечественной электроэнергетики (вторая половина ХХ – первое десятилетие XXIвв.): от формирования единой энергетической системы страны до дезинтеграции РАО ЕС.

Развитие отечественного электровозостроения (вторая половина ХХв.).

Появление и развитие магистрального электротранспорта (конец XIX – начало ХХвв.).

История научных проработок, современное состояние и перспективы высокоростного наземного транспорта с магнитным подвешиванием экипажа (вторая половина ХХв. – начало XXIвв.).

Развитие научных основ и техники бурения скважин в XIX–XXвв.

История проходки и научное значение сверхглубокой скважины на Кольском полуострове (вторая половина ХХв.).

История морского бурения в ХХ столетии: научные исследования и практические достижения.

Возникновение и развитие научных основ, техники, технологии сварочного производства.

Развитие научных основ и практики конструирования (дорожной, строительной, подъемно-транспортной – по выбору аспиранта или соискателя) техники.

Научно-техническая революция второй половины XX века: новые области науки, техники, технологии.

Радиоэлектроника ХХ века: исторический путь от электронных ламп к достижениям микроэлектроники.

Возникновение и исторические этапы развития электронно-вычислительной техники (вторая половина ХХв.).

Возникновение и развитие кибернетики как исторический результат интеграции научного знания.

Робототехника: история и современность.

Мехатроника: история возникновения и развития.

Технологические достижения второго этапа НТР (70-е – 90-е гг. ХХ века). «Высокие» технологии: современное состояние.

Нанотехнологии: история возникновения и современные перспективы.

Проблемы автоматизации и управления в сложных технических системах (вторая половина ХХ века).

Формирование инженерной экологии во второй половине ХХ века.

Формирование и развитие научно-технической базы метеорологии и экологического мониторинга.

История изучения вопросов охраны труда, здоровья горных и промышленных работников в XVI–XIXвв.

Разработка вопросов безопасности труда и производственной санитарии в XIX – начале ХХвв.

Развитие теории и практики пожарного дела (исторические этапы).

Развитие научных основ и техники пожаротушения в XIX–ХХвв.

История пожарного дела в России.

Формирование системы «фундаментальные исследования – прикладные исследования – разработки».

Масштабные научно-технические проекты ХХ века.

Рождение и развитие технетики – нового учения о технической реальности (вторая половина ХХв.).



^ ИСТОРИЯ ИНФОРМАТИКИ

Формирование понятийного аппарата

и теоретических основ информатики

Историческое развитие определений информации как базового понятия информатики. Современные представления об информации. Возникновение других понятий современной информатики: информационные ресурсы, информационные системы, информационные технологии, базы данных и др.

Возникновение и развитие теории информации, ее основных направлений. Труды К.Шеннона, Л.Бриллюэна, Ю.А.Шрейдера и др. создателей этой теоретической области информатики.


^ Доэлектронный этап становления информатики

Аналитическая машина Ч.Бэбиджа (1837г.). Появление алгебры логики (Дж.Буль, 40-е гг. XIXв.). Логические машины У.Джевонса (1869), П.Д.Хрущева (ок.1900г.), А.Н.Щукарева (1911г.).

Доказательство возможности и первые результаты в области анализа и синтеза релейных схем на основе алгебры логики. Исследования К.Шеннона и В.А.Розенберга (30-е гг. XIXв.). Последующие исследования и результаты М.А.Гаврилова. Формализация понятия «алгоритм». Абстрактная машина А.Тьюринга (1936).

Первые программно-управлямые ЦВМ на электромеханических реле: Ц-3 (1941) К.Цузе, МАРК-1 (1944)Г.Айкена, машины серии «Белл» Дж.Стибица.


^ Зарождение электронной информатики

Технические предпосылки возникновения электронной информатики: изобретение триггера на радиоэлектронных лампах (М.А.Бонч-Бруевич, 1918г.). Электронные счетчики импульсов. Социальные предпосылки: рост объемов вычислений в научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах первой половины ХХ века.

Первые проекты электронных вычислительных машин (ЭВМ). Работающая модель машины Атанасова-Берри (1939), постройка ее опытного образца (1939-1942). Памятная записка Г.Шрейдера (1939) и постройка Г.Шрейдером и К.Цузе арифметического устройства (1942). Машины «Колосс» (1943) и «Колосс Марк-2» (1944). Памятная записка Дж.Маучли (1942) и постройка ЭНИАК (1943-1945).

Концепция вычислительной машины с хранимой программой: Дж.Фон Нейман (1946). Первые несерийные ЭВМ с хранимой программой. Британские вычислительные машины МАРК-1 и ЭДСАК (1949). Работа в США над проектами ЭДВАК и ИАС с участием Дж.Фон Неймана, их влияние на развитие ЭВМ. Машины СЕАК, БИНАК, «Вихрь» (1950).

Зарождение электронно-вычислительной техники в СССР. Роль С.А.Лебедева. Машины МЭСМ (1951) и БЭСМ (1952). И.С.Брук. Машины М-1 (1951) и М-2 (1952).


^ Поколения ЭВМ. Проекты ЭВМ

исторического значения

Критерии периодизации поколений ЭВМ: элементная база, технические параметры, математическое (программное)обеспечение, архитектурные особенности, возможности взаимодействия человека с машиной. Классы машин и сфера их применения.

Исторические рамки сменяющих друг друга поколений ЭВМ: 1-е (50-е гг. ХХв.); 2-е (первая половина 60-х гг.); 3-е (вторая половина 60-х гг. – первая половина 70-х гг.); 4-е (вторая половина 70-х гг. – первая половина 80-х гг.). Особенности смены поколений и развития электронной вычислительной техники в СССР и в России.

Проекты ЭВМ исторического значения – международного и национального. «Гамма-60» (Франция, 1959), «Стретч» (США, 1961), «Атлас» (Великобритания, 1962), СДС-6600 (США, 1964), БЭСМ-6 (СССР, 1967), ИБМ-360 (США, 1965-1969), «Иллиак-4» (США, 1972), «Крей» (США, 1976), Японский проект ЭВМ пятого поколения (1980).

Наступление эры персональных компьютеров (конец 70-х – 80-е гг. ХХ века). Первые персональные компьютеры фирмы ИБМ.


^ Зарождение и развитие

программирования

Проблема представления в ЭВМ числовой и символьной информации и процессов ее преобразования. Программирование на языке машины и в символьных обозначениях. Метод библиотечных программ (М.Уилкс, 1951). Операторный метод программирования (А.А.Ляпунов, 1952-1953). Концепция крупноблочного программирования (Л.В.Канторович, 1953-1954).

Развитие языков программирования с 60-хгг.ХХ века по настоящее время. Появление и нарастание количества искусственных, формализованных языков (АЛГОЛ, ФОРТРАН и др.). Проблема общения человека и компьютера на естественном языке.


^ Развитие технологических

основ информатики

Миниатюризация элементов – важнейшая тенденция на протяжении всей истории электронно-вычислительной техники. Полупроводниковые интегральные схемы – технологическая основа развития информатики со второй половины 60-х годов ХХ века и до настоящего времени. Закон Мура. Ограниченность спектра возможностей любых средств повышения эффективности ЭВМ (программных, структурных, сетевых и т.п.) по сравнению с возможностями, обусловленными интеграцией полупроводниковых схем.

Основные исторические этапы миниатюризации элементной базы ЭВМ: миниатюризация в виде перехода от электронных ламп к полупроводниковым схемам (1950-1960гг.); переход от миниатюризации к нарастающей микроминиатюризации элементов полупроводниковых интегральных микросхем (1960-1990гг.); переход к субмикронной электронике (1990-2005гг.) и к наноэлектронике (в настоящее время).

Современные проекты в области информатики, вступающие в стадию реализации в первом десятилетии ХХ века.


^ Формирование и эвол