- It is worth analyzing the problems in teaching physics in the last hundred years. General physics, as it is, was mainly formulated more than 100 years ago, including the theory of relativity and quantum physics. However, at that time it was not possible to clearly define a number of important connections between the various branches of physics and mathematics that determine the scientific axiomatics of physics. And all these more than a hundred years, in the main part of the textbooks, different sections are not sufficiently connected with each other, and there is almost no discussion about the global axiomatics of physics.
- О серьезных проблемах в преподавании физики в последние сто лет.
It is worth analyzing the problems in teaching physics in the last hundred years. General physics, as it is, was mainly formulated more than 100 years ago, including the theory of relativity and quantum physics. However, at that time it was not possible to clearly define a number of important connections between the various branches of physics and mathematics that determine the scientific axiomatics of physics. And all these more than a hundred years, in the main part of the textbooks, different sections are not sufficiently connected with each other, and there is almost no discussion about the global axiomatics of physics.
And even in the famous Feynman Lectures on Physics (Feynman R., Laymon R., Sands M. Feynman lectures on physics (in 9 volumes; in 7 books). Moscow: PolitAzbuka. 2013) of the mid-20th century it is written (reverse translation from Russian): "Sometimes some people irresponsibly declare that all electrodynamics can only be obtained from Lorentz transformations and Coulomb's law. This, of course, is completely false." In fact, it is this statement of the Feynman course that is erroneous.
However, many scientists, especially since the end of the 20th century, have expressed ideas and conjectures on the global scientific axiomatics of physics. For example, in the second half of the 20th century, the author of many well-known textbooks on physics and the head of the Department of Physics of the Moscow Engineering Physics Institute, Igor Savelyev, had a good idea of the essence of electrodynamics and the secondary nature of the magnetic field, coming close to the key formulas of electrodynamics. Moscow: Science. 1982, 1988, 1987). Unfortunately he had not enough time to complete this work. Nevertheless, he expounded these and other ideas of the axiomatics of physics quite well in the 1980s in his GENERAL PHYSICS COURSE (Savelyev I.V. Course of General Physics (in 3 volumes), which I consider one of the best textbooks of the 20th century.
I would also like to note here that more than 100 years ago it was known in quantum optics how the uncertainty of quantum physics is related to the Fourier transform. Today, however, quantum uncertainty is often derived from secondary considerations such as Heisenberg's mental experiments.
In the last 20 years, these and other considerations on the global scientific axiomatics of physics have been summarized by me and supplemented by no less important and very surprising consequences that change the understanding of physics. After running in reports in the largest scientific and educational centers of Russia, they were published by me in physical journals. In the spring of 2022, the first physics textbook was published, which is based on detailed scientific axiomatics, and not on semi-empiricism (Nikerov V.A. Physics: Tutorial and Workshop, Dashkov and K. 2022. 580 p. Approved by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation.). A number of new generation textbooks are being prepared for release.
To popularize and further refinement AXIOMATICS OF PHYSICS, in October 2022 I created the blog SCIENTIFIC AXIOMATICS OF PHYSICS AND THE UNIVERSE https://dzen.ru/axiomatics.
Today, the solution of the problems of teaching physics has reached a new stage, and in order to radically improve the quality of education, it is necessary to establish a massive release of textbooks on physics of a new generation, as well as to begin to make adjustments to the curricula for higher and secondary education.
О серьезных проблемах в преподавании физики в последние сто лет.
Стоит проанализировать проблемы в преподавании физики в последние сто лет. Общая физика в том виде, в каком она есть, в основном сформулирована уже более 100 лет назад, включая теорию относительности и квантовую физику. Тем не менее в то время не удалось четко определить ряд важнейших связей между различными разделами физики и математики, которые определяют научную аксиоматику физики. И все эти более чем сто лет, в основной части учебников разные разделы недостаточно связаны друг с другом, и почти нет обсуждения глобальной аксиоматики физики.
И даже в знаменитом фейнмановском курсе физики (Фейнман Р., Леймон Р., Сендс М. Фейнмановские лекции по физике (в 9 томах; в 7 книгах). Москва: ПолитАзбука. 2013) середины 20 века написано: «Иногда кое-кто безответственно заявляет, что вся электродинамика может быть получена только из преобразований Лоренца и закона Кулона. Это, конечно, совершенно неверно.» На самом деле ошибочно именно это утверждение фейнмановского курса.
Впрочем, многие учёные, особенно с конца 20 века, высказывали идеи и догадки по глобальной научной аксиоматике физики. Например, ещё во второй половине 20 века автор многих известных учебников по физике и заведующий кафедрой физики Московского инженерно-физического института Игорь Савельев хорошо представлял суть электродинамики и вторичность магнитного поля, вплотную подойдя к ключевым формулам электродинамики (Савельев И.В. Курс общей физики (в 3 томах). М.: Наука. 1982, 1988, 1987). Тогда ему лишь чуть не хватило времени на завершение этой работы. Тем не менее, эти и другие идеи аксиоматики физики он неплохо изложил в 1980-х годах в своем КУРСЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ, который я считаю одним из лучших учебников 20 века.
Отмечу здесь также, что ещё более 100 лет назад в квантовой оптике было известно, как неопределённость квантовой физики связана с преобразованием Фурье. Тем не менее сегодня квантовая неопределённость выводится часто из вторичных соображений типа мысленных экспериментов Гейзенберга.
В последние 20 лет эти и другие соображения по глобальной научной аксиоматике физики были мной обобщены и дополнены не менее важными и весьма удивительными следствиями, меняющими представления о физике. После обкатки в докладах в крупнейших научных и учебных центрах России, они были опубликованы мной в физических журналах. Весной 2022 года вышел в свет первый учебник физики, который опирается на детальную научную аксиоматику, а не на полуэмпирику (Никеров В.А. Физика: Учебник и сборник задач, 2-е изд., перераб. и доп. ИТК Дашков и К. 2022. 580 стр. Одобрен Минобрнауки РФ.). Готовится к выходу еще ряд учебников нового поколения.
Для популяризации и дальнейшего оттачивания формулировок в октябре 2022 года я создал блог НАУЧНАЯ АКСИОМАТИКА ФИЗИКИ И МИРОЗДАНИЯ https://dzen.ru/axiomatics.
Сегодня решение проблем преподавания физики вышло на новый этап, и для радикального улучшения качества образования необходимо наладить массовый выход учебников по физике нового поколения, а также начать вносить коррективы в учебные программы для высшего и среднего образования.