Sylabus przedmiotów A: Informacje ogólne Nazwa

Sylabus przedmiotów
A: Informacje ogólne
Nazwa przedmiotu
Fizyczne podstawy procesów poznawczych
Kierunek
Kognitywistyka
Poziom kształcenia
studia II st. Stacjonarne
Jednostka prowadząca Wydział Filozofii i Socjologii, Instytut Filozofii, Zakład
Ontologii i Teorii Poznania
Jednostka dla której
przedmiot jest
oferowany
Jw.
Typ przedmiotu
Rok studiów
I
Semestr studiów
II
Liczba godzin w
semestrze
30 wy
15 kw
Opis przedmiotu
Celem kursu jest zapoznanie studentów z fizycznymi
podstawami procesów poznawczych, to znaczy przedstawienie
elementów tych teorii fizyki współczesnej, które są niezbędne
do pogłębionego zrozumienia procesów percepcji,
komunikacji, mechanizmów działania mózgu, pamięci,
procesów przekazu informacji.
1. Dlaczego widzimy świat tak, a nie inaczej? (fizyczne
podstawy percepcji wzrokowej)
podstawowe prawa optyki geometrycznej (rozchodzenie się
światła, odbicie, załamanie, rozszczepienie, barwy
podstawowe)
zasady działania przyrządów optycznych (soczewki, lupa,
luneta, teleskop, mikroskop… i nieco (opcjonalnie) bardziej
skomplikowane – np. Kosmiczny Teleskop Hubble’a)
fizyczne mechanizmy złudzeń optycznych („złamana”
łyżeczka w szklance z wodą – przejście światła przez płytkę
płasko-równoległą, fatamorgana itp.)
dlaczego widzimy kolory i jakie mechanizmy fizyczne są za to
odpowiedzialne (dyskretne linie widmowe – absorpcja i emisja
światła przez pierwiastki, skwantowanie powłok
elektronowych w atomach, emisja i absorpcja kwantów
świetlnych jako rezultat „przeskoku” elektronów)
podstawowe założenia falowej teorii światła, zjawiska typowe
dla ruchu falowego (dyfrakcja, interferencja, polaryzacja, efekt
Dopplera)
światło jako strumień fotonów (Einstein i efekt
fotoelektryczny)
niezwykłe własności światła (i materii) - dualizm
korpuskularno-falowy i eksperyment interferencyjny na dwóch
szczelinach
2. Komunikacja i materialne nośniki informacji
rozchodzenie się dźwięku – podstawowe prawa
rozchodzenie się fal elektromagnetycznych (znaczenie
skończonej wartości prędkości światła i jej niezależności od
układu odniesienia)
3. Świadomość i czas
Czasowy wymiar jest podstawową własnością świadomości.
Czym jest czas i w jaki sposób istnieje? Dlaczego pamiętamy
przeszłość a nie przyszłość? Co odróżnia przeszłość od
przyszłości? Zagadnienie strzałki czasu. Zależność podziału na
przeszłość i przyszłość od układu odniesienia (szczególna
teoria względności), względność czasu (i przestrzeni),
zagadnienie możliwości podróży w czasie i związane z tym
paradoksy (paradoks bliźniąt, paradoks dziadka), strzałka
czasu a termodynamika i pojęcie entropii, entropia jako miara
nieuporządkowania, statystyczna definicja entropii,
niezmienniczość praw względem inwersji w czasie
4. Mózg i budowa materii
Mózg jest niewątpliwie obiektem materialnym. Co wiadomo o
budowie materii z perspektywy fizyki współczesnej?
Mechanika kwantowa i kwantowa teoria pola jako podstawa
współczesnych poglądów na temat budowy materii. Model
standardowy fizyki cząstek elementarnych. Paradoksy
mechaniki kwantowej – dualizm korpuskularno-falowy i
eksperyment na dwóch szczelinach, superpozycja stanów,
pomiar i redukcja wektora stanu, paradoks kota Schrodingera,
eksperyment Einsteina Podolskiego i Rosena, nierówność
Bella, stany splątane i nielokalność mechaniki kwantowej,
kwantowa teleportacja, zasada nieoznaczoności,
komplementarność, interpretacje mechaniki kwantowej
(interpretacja kopenhaska Bohra-Heisenberga, interpretacja
parametrów ukrytych, interpretacja wielu światów), pomiar w
mechanice kwantowej i rola świadomości obserwatora
5. Myślenie
logika klasyczna a logika kwantowa, klasyczne i
kwantowomechaniczne pojęcie prawdopodobieństwa,
zastosowanie formalizmu mechaniki kwantowej do
modelowania procesów poznawczych (quantum cognition), qbity i komputery kwantowe
6. Narzędzia badawcze nauk przyrodniczych
akceleratory i detektory cząstek elementarnych (m.in.
szczegółowa analiza eksperymentów LHC, po co to wszystko,
czym jest "boska cząstka", jak się uzyskuje i analizuje dane
itd.), badanie przestrzeni kosmicznej (m.in. Kosmiczny
Teleskop Hubble'a i inne - co badają, jak się robi zdjęcia, jakie
informacje można uzyskać), metody astronomii
obserwacyjnej, baza empiryczna kosmologii relatywistycznej.
7. Język fizyki współczesnej
prezentacja i analiza elementów formalizmów
matematycznych CM, STR, GTR, QM, teorii chaosu
rola języka matematyki i kształtowaniu obrazu świata
8. Eksperymenty myślowe w fizyce i ich znaczenie
poznawcze
demon Laplace;a, demon Maxwella, pociąg Einsteina, winda
Einsteina, eksperyment EPR itd.). Eksperymenty myślowe a
eksperymenty rzeczywiste
9. Wpływ fundamentalnych teorii naukowych na
koncepcję umysłu/mózgu
(np. mechanika klasyczna i człowiek-maszyna, kwantowe
koncepcje umysłu, teorie fizyczne a zagadnienie relacji umysłciało...)
10. Znaczenie nauk przyrodniczych dla kognitywistyki
(epistemologiczne implikacje najważniejszych teorii
naukowych - np. mechanika klasyczna, kwantowa, teoria
chaosu a determinizm)
Punkty ECTS
Ogólna forma
zaliczenia
Egzamin ustny i pisemny
Język wykładowy
Polski, podstawowe pojęcia również po angielsku
Koordynator
przedmiotu
Andrzej Łukasik, dr hab. prof. UMCS
Dodatkowe informacje Literatura, prezentacje z wykładów, materiały na
konwersatoria, zagadnienia egzaminacyjne i linki do stron
internetowych związanych z tematem wykładu dostępne są na
mojej stronie internetowej:
http://bacon.umcs.lublin.pl/~lukasik