История и философия науки. Методические материалы по истории науки (по отраслям научного знания) для аспирантов и соискателей ЮРГТУ (НПИ) (стр. 1 )

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

, ,

Новочеркасск 2009

УДК 001.3: [101.1+]

Рецензент:

, доктор философских наук, профессор Новочеркасской государственной мелиоративной академии

, ,

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

Введение. 4

История науки в системе подготовки аспирантов и соискателей. 4

ЮРГТУ (НПИ) к сдаче кандидатского экзамена. 4

по курсу «Философия науки». 4

ИСТОРИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК.. 6

ИСТОРИЯ ИНФОРМАТИКИ.. 17

ИСТОРИЯ МАТЕМАТИКИ.. 23

ИСТОРИЯ ФИЗИКИ.. 31

ИСТОРИЯ ХИМИИ И ХИМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ.. 41

ИСТОРИЯ НАУК О ЗЕМЛЕ (ГЕОЛОГИЯ) 48

ИСТОРИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ УЧЕНИЙ.. 55

ИСТОРИЯ СОЦИОЛОГИИ.. 71

ИСТОРИЯ ФИЛОСОФИИ.. 84

ИСТОРИЯ ПЕДАГОГИКИ.. 98

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. 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. Понселе, Г. Ламе, . 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. Монжа, Ж. Ашетта, Л. Пуансо, , М. Прони, . Первый учебник по конструированию машин И. Ланца и А. Бетанкура (1819г.). : «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 (, 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. 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. Чебышева в аналитическое решение задач по теории механизмов. Остроградского. Создание теории шарнирных механизмов. Сомова, , . Жуковского по прикладной механике. Мерцалова по динамике механизмов, по классификации механизмов. 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, – Россия, МВТУ). Разработка гидродинамическлй теории трения (). Создание теории технологических (рабочих) машин: «Земледельческая механика» (1919г.). Развитие машиноведения и механики машин в работах , , .

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 ( и др.). Механика и освоение космического пространства.

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

Создание научных основ теплотехники в первой половине XIXв. 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.

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. 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.: , , , .

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 (, 1834г.). Открытие принципа обратимости электрических машин (). 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.). Доливо – Добровольского в теорию переменного тока, в создание трёхфазового двигателя. Первые линии электропередачи. Зарождение электрического транспорта.

Дальнейшая разработка теоретических основ электротехники. 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 «Основные задачи электрификации России» (1920г.).

Развитие тепловой электроэнергетики. Становление теории тепловых электростанций (ТЭС) как комплексной расчетно-прикладной дисциплины. Вклад в развитие теории ТЭС , , 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 , , и др.). Экспериментальное исследование деления тяжелых ядер ( и др.). Создание первой в научной литературе теории цепной реакции деления (, ), 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 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

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

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

3.  Мандрыка механики и техники: 1770 – 1970. – Л.: Наука, 1975.

4.  Веселовский по истории теоретической механики. – М.: Высшая школа, 1974.

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

6.  , Чешев и развитие технических наук. – Л.: Наука, 1977.

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

8.  Мандрыка развития технических наук. – Л.: Наука, 1984.

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

10.История электротехники// Под ред. . – М.: Изд. МЭИ, 1999.

11.Симоненко наука в первой половине ХХ века. – М.: Наука, 1988.

12.Современная радиоэлектроника (50-е – 80-е гг.) // Под ред. , . – М.: Наука, 1993.

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

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

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

16., . Прометей в ХХ веке. Заметки и размышления о научно – технической революции. – М.: Знание, 1970.

17.Дынкин этап НТР. Ответ. ред. . – М.: Наука, 1991.

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

19.Фундаментальные исследования и технический прогресс. Ответ. ред. акад. , чл.-корр. АН СССР . – Новосибирск: Наука (Сибирское отделение), 1985.

20.Научные школы Московского государственного технического университета им. . История развития // Под ред. И, Б. Федорова и . – М.: Изд-во МГТУ им. , 1995.

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

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

23.Дятчин развития техники. Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Феникс, 2001.

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

25.Шаповалов 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

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

2.  Творческая жизнь Г. Галилея и становление механики как науки.

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

4.  Формирование учения о сопротивлении материалов в эпоху Нового времени.

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

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

7.  Картезианская картина мира. Механика Гюйгенса.

8.  Возникновение и развитие механики жидкостей и газов.

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

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

11.Становление строительной механики как научной дисциплины.

12.Работы Луи Новье и реформы строительной механики.

13.Леонард Эйлер – основоположник строительной механики в России.

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

15.Тимошенко по устойчивости упругих систем.

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

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

18.Гидромеханика идеальной жидкости в XIX веке.

19.Гидравлика: развитие от античности до наших дней.

20.История и достижения научно-технического прогресса в области водоснабжения.

21.История и достижения научно-технического прогресса в области водоотведения.

22.Теоретическое и экспериментальное материаловедение ХХ века.

23.Порошковая металлургия: история и современное состояние.

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

25.Формирование теории упругости. Концепция упругого эфира и её крушение.

26.Развитие научных основ машиностроения в XIX – начале XXвв.

27.Развитие наук механического цикла в ХХ столетии.

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

29.Учение о теплоте и паровые машины XVIII века.

30.Создание научных основ теплотехники в XIX веке.

31.Развитие теплотехнических дисциплин в первой половине ХХ века.

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

33.Разработка теоретических основ электротехники в XIX – первой половине XXвв.

34.Сверхпроводимость: история открытия и перспективы технического применения.

35.Зарождение и развитие научных основ и техники трехфазного тока.

36.Создание научных основ конструирования электрических машин в XIXвеке.

37.Вклад -Добровольского в развитие электротехнической науки.

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

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

40.Первые электрические станции постоянного и переменного тока.

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

42.Гидроэнергетика: история и современное состояние.

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

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

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

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

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

48.Зарождение и развитие электроавтоматики и электроприборостроения.

49.Атомная электроэнергетика второй половины XX века: возникновение и развитие.

50.Вклад отечественных ученых в теорию и практику атомной электроэнергетики.

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

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

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

54.Развитие отечественного электровозостроения (вторая половина ХХв.).

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

65.Возникновение и развитие кибернетики как исторический результат интеграции научного знания.

66.Робототехника: история и современность.

67.Мехатроника: история возникновения и развития.

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

69.Нанотехнологии: история возникновения и современные перспективы.

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

71.Формирование инженерной экологии во второй половине ХХ века.

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

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

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

75.Развитие теории и практики пожарного дела (исторические этапы).

76.Развитие научных основ и техники пожаротушения в XIX–ХХвв.

77.История пожарного дела в России.

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

79.Масштабные научно-технические проекты ХХ века.

80.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. Шеннона, Л. Бриллюэна, 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), (ок.1900г.), (1911г.).

Доказательство возможности и первые результаты в области анализа и синтеза релейных схем на основе алгебры логики. Шеннона и (30-е гг. XIXв.). Последующие исследования и результаты . 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 (-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 (). 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 ().

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. Лебедева. Машины МЭСМ (1951) и БЭСМ (1952). . 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, ), «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 (, ). Концепция крупноблочного программирования (, ).

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 (гг.); переход от миниатюризации к нарастающей микроминиатюризации элементов полупроводниковых интегральных микросхем (гг.); переход к субмикронной электронике (гг.) и к наноэлектронике (в настоящее время).

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

Формирование и эволюция

информационно-вычислительных систем

Многомашинные территориальные комплексы для решения специальных крупномасштабных задач (противовоздушная оборона, космические полеты и т. д.) и рационального использования вычислительных ресурсов. Система ПВО Североамериканского континента «Сейдж».

Идея разделения времени (К. Стрейчи, 1959). Концепция всеобщего информационно-вычислительного обслуживания (Дж. Маккарти, 1951). Проект МАК (1963).

Работа в диалоговом режиме и графоаналитическое взаимодействие человека с электронно-вычислительной машиной.

Первые универсальные информационно-вычислительные сети: Марк II (1968), Инфонет (1970), Тимнет (1970). Сеть Арпанет (1971).

Развитие специализированных сетей.

Информационно-вычислительные сети в СССР. Проект Государственной сети вычислительных центров (, 1963). Формирование ГСВЦ.

Локальные вычислительные сети.

Понятие «информационное пространство». Основные объекты и субъекты информационного пространства. Формирование ИНТЕРНЕТ – всемирной информационной сети. ИНТЕРНЕТ как составная часть мирового информационного пространства. Процессы глобализации и национальные концепции вхождения в мировое информационное пространство.

Искусственный интеллект: история научного поиска

и проектно-технологических решений

Первые исследования и первые машинные программы решения интеллектуальных задач. Машинный перевод. Джарджтаунский эксперимент (1954). Исследования в СССР (, , и др.). Доказательство теорем. Метод резолюций (Дж. Робинсон, 1965) и обратный метод (1967). Эвристическое программирование. Распознавание образов. Персептрон (Ф. Розенбатт, 1957). Игровые программы: идеи К. Шеннона (1947), метод граней и оценок (А. Брудно), программа «Пионер». Сочинение музыки и текстов. «Иллиак-сюита» (Л. Хиллер и Л. Айзексон, 1955). Зарипова.

Формирование общих подходов к решению интеллектуальных задач. Лабиринтная модель и ситуационное управление (, ). Информационный (феноменологическое моделирование) и бионический (структурное моделирование) подходы к решению интеллектуальных задач.

Развитие теории и практики искусственного интеллекта. Теория представления знаний: фреймы (М. Минский, 1974), сценарии (Р. Шенк), продукционные системы, семантические сети. Теория вопросно-ответных и диалоговых систем. Развитие практического применения: интеллектуальные пакеты прикладных программ, расчетно-логические, обучающие системы (тьюторы), экспертные системы.

Формирование и развитие индустрии средств

переработки информации

Электронно-вычислительные машины и программы: эволюция пропорций. Мировая информационная индустрия: изменения на протяжении 50-х – 90-х гг. ХХв.

Рекомендуемая литература

1. Наука и теория информации. Перев. с англ. – М.:Государств. изд-во физико-математической литературы, 1960.

2. Гришкин информации. Логико-методологический аспект. – М.: Наука, 1973.

3. Черняк и управление. – М.: Наука, 1974.

4. Качественная теория информации. Перев. с польского. – М.: «Мир», 1974.

5. Лозовский , информатика, реальность. – Новочеркасск, 2005.

6. Информация и кибернетика. Сб. статей. Под ред. акад. . – М.: «Советское радио», 1967.

7. , Корогодина как основа жизни. – Дубна: Феникс, 2000.

8. Ракитов , наука, технология в глобальных исторических изменениях. – М.: 1998.

9. , Майстров вычислительных машин. – М.: Наука, 1974.

10. , Майстров вычислительной техники. От простейших счетных приспособлений до сложных релейных систем. – М.: Наука, 1990.

11. , Купаев универсальных ЦВМ. – М.: «Советское радио», 1980.

12. , ЭВМ и ее элементы. Развитие и оптимизация. – М.: «Радио и связь», 1988.

13. Малиновский вычислительной техники в лицах. – Киев: КИТ, 1994.

14. Архитектуры компьютерного мира. – СПб.: «БХВ-Петербург», 2002.

15. Изобретения ХХ века. ИНТЕРНЕТ (перев. с англ..). – М.: «Махаон», 1998.

16. Вычислительные машины и мышление. Под ред. Э. Фейгенбаума и Дж. Фельдмана (перев. с англ..). – М.: «Мир», 1967.

17. Персептроны (перев. с англ.). Под ред. . – М.: «Мир», 1971.

18. Искусственный интеллект и эволюционное моделирование (перев. с англ.). Под ред. . – М.: «Мир», 1969.

19. Слейгл Дж. Искусственный интеллект. Подход на основе эвристического программирования (перев. с англ.). Под ред. . – М.: «Мир», 1973.

20. Искусственный интеллект. Методы поиска решений (перев. с англ.). Под ред. . – М.: «Мир», 1973.

21. Искусственный интеллект (перев. с англ.). – М.: «Мир», 1978.

22. Думающий компьютер (перев. с англ.). Под. ред. . – М.: «Мир», 1979.

23. Искусственный интеллект (перев. с англ.). – М.: «Мир», 1980.

24. Искусственный интеллект (перев. с англ.). – М.: «Мир», 1985.

25. Шалютин интеллект. Гносеологический аспект. – М.: «Мысль», 1985.

26. Глушков доказывает. – М.: «Знание», 1981.

27. Ладенко системы и логика. Ответ. ред. . – Новосибирск: «Наука» (Сибирское отделение), 1973.

28. Кожарский системы – интеллектуальное ядро ЭВМ «пятого поколения». – М.: «Знание», 1984.

29. Как построить экспертную систему (перев. с англ.). Под ред. . – М.: Энергоатомиздат, 1991.

30. Апокин вычислительной техники и систем на ее основе//Новости искусственного интеллекта. 1994. №1.

31. Петров и философия науки. Математика, вычислительная техника, информатика. – Санкт-Петербург: «БХВ-Петербург», 2005.

32. Очерки истории информатики в России. Ред.-сост. и . – Новосибирск: Научн.-изд. цент ОИГГИМ СО РАН, 1998.

Темы рефератов

1.  Формирование и развитие понятийного аппарата информатики.

2.  Теория информации: возникновение, развитие, направления.

3.  История доэлектронной информатики. Механические и электромеханические счетные устройства.

4.  Формирование логико-математических основ вычислительной техники.

5.  Зарождение электронной информатики: технические и социальные предпосылки, первые несерийные ЭВМ.

6.  Зарождение и развитие программирования.

7.  Развитие языков программирования: от АЛГОЛа к современным языкам общения с ЭВМ.

8.  Поколения ЭВМ. Критерии исторической периодизации.

9.  Проекты уникальных ЭВМ исторического значения.

10.Возникновение и развитие персональных компьютеров (с 70-х гг. ХХв. по настоящее время).

11.Формирование и эволюция информационно-вычислительных сетей. «Всемирная паутина» ИНТЕРНЕТ и процессы глобализации.

12.Первые исследования в области искусственного интеллекта (50-е – 60-е гг. ХХв.).

13.Развитие теории и практики искусственного интеллекта (70-е – 90-е гг. ХХв.).

14.Мировая информационная индустрия: изменения на протяжении 50-х – 90-х гг. ХХ века.

15.Мировая информационная индустрия в первом десятилетии XXIвека.

ИСТОРИЯ МАТЕМАТИКИ

Математика античности

Математика в догреческих цивилизациях. Древний Египет: арифметические и геометрические знания. Древний Вавилон: шестидесятиричная позиционная система счисления. Числовой, алгоритмический характер вавилонской математики. Геометрические знания. Проблема влияния египетской и вавилонской математики на последующее развитие математического знания.

Математика в Древней Греции (ионийский и афинский периоды). Рождение математики как теоретической науки в ранней античности.

Милетская школа (Фалес). Пифагорейцы. Место математики в пифагорейской системе знания. Арифметика пифагорейцев. Открытие несоизмеримости. Геометрия циркуля и линейки. Знаменитые задачи древности (удвоения куба, три секции угла и квадратуры круга) и их решение в XIXв.

Трансцендентность числа «пи» и седьмая проблема Д. Гильберта. Парадоксы бесконечного. Апории Зенона. Евдокс. Аксиома Евдокса – Архимеда. Теория отношений Евдокса. «Метод исчерпывания». Место математики в философии Платона. «Математический платонизм» как взгляд на сущность математики. Математика в философской концепции Аристотеля.

Древнегреческая математика эпохи эллинизма. Синтез греческих и древневосточных социокультурных и научных традиций. Аксиоматическое построение математики в «Началах» Евклида. Структура «Начал». Правильные многогранники и структура космоса. Архимед. Дифференциальные и интегральные методы. Аполлоний. Теория конических сечений. Роль теории конических сечений в развитии математики и математического естествознания (законы Кеплера, динамика Ньютона).

Математика первых веков Новой эры (Герон, Птолемей). «Арифметика» Диофанта. Роль диофантова анализа в истории алгебры и алгебраической геометрии с древности до наших дней (решение проблемы Морделла, доказательство Великой теоремы Ферма). Представления о предмете и методах математики у неоплатоников; «математический платонизм» как развитие этих представлений. Закат античной культуры и комментаторская деятельность математиков поздней античности.

Математика в древнем и средневековом Китае. Китайская нумерация и арифметические действия. «Математика в девяти книгах»– выдающийся культурный памятник древнего Китая. Структура математического текста. Геометрия, теория пропорций, системы линейных уравнений, инфинитезимальные процедуры, отрицательные числа. Счетная доска и вычислительные методы.

Математика в древней и средневековой Индии. Источники. Цифровая позиционная система. Появление записи нуля. Дроби. Задачи на пропорции. Линейные и квадратные уравнения. Неопределенные уравнения. Отрицательные и иррациональные числа. Суммирование бесконечных рядов. Геометрические знания. Достижения в области тригонометрии.

От математики античности – к математике Средних веков

Средневековая математика арабского Востока. Переводы греческих авторов. Трактат ал-Хорезми «Об индийском счете»и победное шествие «арабских» цифр по средневековой Европе. «Краткая книга об исчислении ал-джабра и ал-мукабалы». Классификация квадратных уравнений. Выделение алгебры в самостоятельную науку. Омар Хайям. Кубические уравнения. Практический характер математики. Геометрические исследования: теория параллельных в связи с попытками доказать V постулат Евклида. Арифметизация теории квадратичных иррациональностей в работах арабских комментаторов Евклида. Инфинитезимальные методы. Отделение тригонометрии от астрономии и превращение ее в самостоятельную науку.

Математика в средневековой Европе. Математика в Византии. Переводы с арабского и греческого. Индийская нумерация, коммерческая арифметика, арифметическая и геометрическая прогрессии, практически ориентированные геометрические и тригонометрические сведения у Леонардо Пизанского (Фибоначчи). Творчество Фибоначчи. «Арифметике в 10 книгах» И. Неморария. Развитие античных натурфилософских идей и математика. Оксфордская и Парижская школы. Схоластические теории изменения величин (учение о конфигурациях качества, о широтах форм) как предвосхищение математики переменных величин XVII века. Дискуссии по проблемам бесконечного, непрерывного и дискретного в математике.

Математика в эпоху Возрождения. Проблема решения алгебраических уравнений, расширение понятия числа, совершенствование символики, решение уравнений 3-й и 4-й степеней в радикалах. Алгебра Виета. Проблема перспективы в живописи Ренессанса и математика. Иррациональные числа. Отрицательные, мнимые и комплексные числа (Дж. Кардано, Р. Бомбелли и др.). Десятичные дроби. Тригонометрия в астрономических сочинениях.

Математика XVII-XVIIIвв.

Рождение и первые шаги математики переменных величин.

Механическая картина мира XVIIв. и математика. Новые формы организации науки. Развитие вычислительных средств – открытие логарифмов. Жизнь и творчество Р. Декарта. Число у Декарта. Рождение аналитической геометрии.

Теоретико-числовые проблемы в творчестве Ферма. Переписка Ферма и Паскаля и первые теоретико-вероятностные представления. Появление статистических исследований.

Жизнь и творчество И. Ньютона и Г. Лейбница. Открытие Ньютоном и Лейбницем дифференциального и интегрального исчисления. Спор о приоритете и различия в подходах. Первые шаги математического анализа (И. и Я. Бернулли и др.). Проблема обоснования дифференциального и интегрального исчисления и критика Беркли.