Даются основы знаний в области концептуального проектирования технических систем и технологических процессов. Представлена оригинальная концепция структурирования физического знания. Показано, что современная техносфера функционирует в рамках определенной физико-энергетической среды и что в инженерной практике принципиально важен поиск новых конкурентноспособных методов концентрации энергии в малые объемы за малые промежутки времени. На основе единого энергетического подхода рассмотрены актуальные проблемы современности: промышленное производство и климат Земли, энергия биосферы, энергетика магнитосферы Земли, проблемы солнечной тепловой энергетики, концепция атомно-водородной энергетики. Рассмотрены также актуальные проблемы трибологии. Оцениваются перспективы теории физических структур. Лекции будут полезны специалистам промышленности, связанным с инновационной деятельностью, студентам и преподавателям инженерных специальностей.