Формы существования материи вещество и поле общее. Материя и формы ее существования: вещество и поле
Виды материи:
- Вещество (имеет массу покоя, различные агрегатные состояния)
Форма материи – совокупность различных объектов и систем, обладающих единой качественной определенностью, выражающейся в общих свойствах и специфических для данной формы материи способах существования.
1. Физическая форма материи известна нам лишь с простого уровня – лептонов и кварков, выше которого уровень элементарных частиц – протонов, нейтронов, атомов макротел, включая образование – метагалактику, или нашу вселенную. В более укрупненном плане ФФМ может рассматриваться как составленная из двух основных форм физической материи – вещества и поля.
Хотя современная физика не знает как наиболее простых, так и наиболее крупных уровней физической реальности, в ней получила серьезные основания идея генетического единства ФФМ. Согласно современным представлениям, известная нам физическая реальность возникла из относительно простого сингулярного состояния в результате “Большого взрыва” 10-20 млрд. лет назад. Не зная нижнего и верхнего пределов ФФМ, мы можем, однако, с большой уверенностью заключить о существовании объединяющих физическую реальность двух наиболее фундаментальных свойств – массы и энергии.
Каждая частная физическая форма материи и движения обладает своими специфическими свойствами, отличающими ее от других форм, однако в целом, в своей тотальности частные физические формы материи характеризуются единым, общим, интегральным свойством – энергией, в которой угасают эти специфические свойства, исчезают различия между частными физическими формами материи и движения. Наличие этого свойства оказывается необходимой основой взаимодействия и взаимопревращения различных физических объектов, позволяет ввести общую меру физического движения, отражающую единство физической реальности, ее отличие от химической, биологической социальной форм материи.
Фундаментальные свойства масса и энергия находятся в глубокой зависимости, фиксируемой соотношением Эйнштейна E=mc2. таким образом, физическая форма материи – это масс-энергетический мир.
Материал современной физики позволяет определить специфический способ, или форму, развития. С момента Большого взрыва развитие ФФМ осуществлялось первоначально путем преимущественно дифференциации, возникновения все большего многообразия физических объектов, затем, все в большей степени, посредством прямого субстратного синтеза, интеграции простых образований в более сложные. Важнейшей особенностью этого процесса дифференциации – интеграции является его масс-энергетический характер.
Единым способом существования являются 4 типа взаимодействия: сильное, слабое, электромагнитное, гравитационное.
2. Химическая форма материи: единство, сущность, способ существования, направленность эволюции.
ХФМ включает уровни от атома до макромолекулярных комплексов, лежащих в преддверии живой материи. ХФМ «строится» из физической. Химический атом синтезирован из протонов, нейронов и электронов.
Существенный факт в пользу своеобразной химической реальности является то, что химические связи между качественно различными атомами в физическом отношении различаются только количественно. Так связь Н-С отличается от Н-F с физической стороны лишь полярностью и разностью электроотрицательности атомов. С химической же стороны – это связи водорода с качественно различными химическими элементами.
Химический мир – это над-массэнергетический мир, в котором слабые масс-энергетические процессы хотя и имеют место, образуя физическую основу химизма, но не определяют ее природы. Химический мир, как подметил еще Гегель, характеризуется несравненно большим качественным многообразием, чем физическим. Образуясь всего из трех элементарных частиц, ХФМ включает свыше 100 химических элементов, из которых возникает огромное качественное многообразие химических соединений. В настоящее время идентифицировано порядка 8млн химических соединений и ежегодно синтезируется около 0,5млн. Химические элементы составляют низший, наиболее простой и исходный уровень химической эволюции. Они возникают в результате предшествующего физического процесса эволюции, обладают неодинаковой физической и химической сложностью и, следовательно, различными возможностями дальнейшего химического процесса развития, различным потенциалом развития. Углерод – наиболее сложный химический элемент, обладающий наивысшим потенциалом химического развития. В той или иной мере близкими углероду эволюционными потенциалами обладают водород, азот, сера и фосфор. В силу этого углерод, водород, кислород и др. хим. элементы играют главную роль в химической эволюции, закономерно приводящей к появлению жизни, и поэтому называются элементами-органогенами.
В основе представления о химическом способе объективно-реального существования и развития лежит понятие химической реакции. Химическая реакция - это относительно самостоятельное превращение, связанное с некоторым конечным числом реагирующих субстратов.
Химический процесс есть единство синтеза (ассоциации) и распада (распада). Поскольку химический синтез приводит к усложнению веществ, он является химической формой прогресса, а распад – регресса.
Общим интегральным направлением химических преобразований является прямой субстратный синтез. Он выступает в качестве общего для Ф и ХФМ способа объективно-реального существования и развития, однако он обладает в них своей существенной спецификой.
Химический субстратный синтез включает особый, специфический механизм – катализ, т.е. способность ускорения химических превращений. В ХФМ, таким образом, возникает своеобразная способность многократного самоускорения движения и развития.
В развитии ХФМ можно выделить целый ряд направлений. Общим направлением всех линий развития является движение от низшего к высшему, от простого к сложному: от химических элементов к молекулам и их комплексам. В пределах общего направления можно выделить магистральное, т.е. основное направление, и побочные, или тупиковые, ветви развития.
Магистральное направление развития ХФМ связанно с углеродом как наиболее сложным и богатым хим. элементом и другими элементами-органогенами – Н, О, N, S, Ph. Тупиковые направления обуславливают развитие на магистральной линии, создают необходимые для химической эволюции условия. В конечном счете, химическая эволюция закономерно приводит к возникновению живой материи. В химической эволюции обнаруживается одна из важнейших закономерностей развития – аккумуляция содержания низших ступеней в высших. Хим. эволюция представляет собой не простую смену одного состояния другим, а накопление, синтез основных результатов развития в последующих ступенях, в результате чего возникает материальный субстрат, обладающий наибольшим многообразием самых различных и даже противоположных свойств. Так белки, один из важнейших компонентов живой материи, обладают кислотными и основными, гидрофильными и гидрофобными свойствами, обнаруживают все основные типы реакций. В нуклеиновых кислотах благодаря их особой структуре происходит накопление информационного содержания в сжатой, кодированной форме.
Возникновение жизни обусловлено, прежде всего, магистральным направлением химической эволюции, где ХФМ выступает в своем оптимальном или, или достаточно полном, содержании или многообразии.
3. Биологическая форма материи: единство, сущность, способ существования, направленность эволюции.
Субстрат: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, некоторые минеральные соединения.
Жизнь – высшая из природных форм движения материи, которая характеризуется самообновлением, саморегуляцией, самовоспроизводством разноуровневых открытых систем субстратную функциональную основу которых составляет белки, жиры, нуклеиновые кислоты, фосфорорганические соединения.
Сущностью жизни, или биологического способа существования, является тенденция к самосохранению путем приспособления к среде.
Особенность биологической формы материи (БФМ): если более простые материальные тела – физические и химические существуют в силу присущей им большей или меньшей устойчивости, то у живой материи самосохранение становится результатом активных процессов. На самосохранение направлена вся совокупность физических, химических и биологических процессов живого организма. Это самосохранение возможно только благодаря активному приспособлению живых организмов к окружающей среде.
Самосохранение путем приспособления, как два важнейших свойства БФМ, выражаются в совокупности других существенных свойств живой материи: ассимиляции и диссимиляции, росте развитии организмов, раздражимости и сократимости живой ткани, способности к движению, способности к эволюции.
Наследственность – концентрированное выражение способности живого к самосохранению, своего рода биологическая память. Важнейшие индивидуальные, видовые и другие признаки живого закрепляются посредством особых биологических структур – генов, совокупность которых образует геном организма. Совокупность всех геномов живых организмов составляет генофонд живой материи в целом.
В классификационном отношении живые организмы образуют четыре царства природы – растений, животных, грибов и вирусов, которые в свою очередь делятся на типы, классы, отряды, семейства, роды, виды, некоторые промежуточные единицы.
Одним из замечательных способов самосохранения живого является непрерывное существование жизни через смену поколений. Живое и его генетическая основа являются в этом смысле бессмертными, смертны лишь отдельные индивиды и поколения.
Весьма важную роль в развитии БФМ играет способность отображения внешней среды, возникающая первоначально в форме раздражимости, на основе которой далее возникает чувствительность и психическая деятельность.
Биологическая эволюция. Наиболее разработанной теорией биологической эволюции является современный дарвинизм (СТЭ). Согласно СТЭ важнейшими факторами эволюции являются наследственная изменчивость и естественный отбор, понимаемый как выживание наиболее приспособленных организмов. Принято считать, что наследственная изменчивость имеет случайный характер и поэтому биологическая эволюция должна рассматриваться как случайный процесс. Ключевую роль в эволюции играют, таким образом, случайные по своей природе мутации, естественный отбор превращает случайные изменения в необходимые. Дарвин считал, что биологическая эволюция приводит к появлению наиболее сложного живого существа – человека.
4. Социальная форма материи: единство, сущность, способ существования, направленность эволюции. Место и роль человека в мире.
Одной из важнейших сторон учения о формах движения материи является трактовка общественных процессов как социальной формы материи.
В современной науке, включая философию, широко распространено представление о случайности появления человека в ходе биологической эволюции, развитии природы, или, иначе, о случайности человека по отношению к природе мира в целом. Утверждение о случайности человека по отношению к миру означает, что человек находится в поверхностном, внешнем (случайном) отношении к миру, к его сущности, возникает не на магистрали, а на задворках мирового развития. Он обладает, следовательно, случайным, несущественным содержанием, природой и, следовательно, не может с достоверностью судить о природе мира
С позиции случайного человека природа мира оказывается непознаваемой, достоверное мировоззрение – невозможным. Более того, не находясь в отношении к самой сущности мира, обладая случайным содержанием и случайной сущностью, человек не может судить и о своей случайности или необходимости.
Концепция случайности человека по отношению к миру, его сущности, с необходимостью приводит к заключению о бессодержательности и бессмысленности человеческого существования, ибо случайное и есть бессодержательное и, следовательно, бессмысленное. Таким образом, если исследовать основания и смысл утверждения о случайности человека по отношению к бесконечному мировому процессу, мы неизбежно приходим к выводу, что это утверждение противоречит самому себе и поэтому лишено смысла.
В марксистской философии концепция человека имеет многоуровневый и многоаспектный характер. В рамках единой концепции человека можно различить прежде всего два уровня, которые с некоторой условностью можно назвать всеобщей и особенной концепциями человека. Первая концепция входит в состав наиболее общей философской науки – диалектического материализма и представляет собой описание человека во всеобщих категориях, т.е. применительно к всеобщим сторонам мира – материи, развитию, необходимости, случайности и т.п. Вторая концепция представляет собой описание человека в категориях особенного – социологии, или исторического материализма – общества, производительных сил и производственных отношений, классов, наций и т.д.
С позиции научной философии возникновение человека (общества), как высшей формы материи, вызвано тремя группами факторов или причин: всеобщими, особенными и единичными. К всеобщим относится природа (сущность) бесконечного мира. К особенным причинам появления человека необходимо отнести, прежде всего, эволюцию биологической формы материи, закономерно порождающую высшую форму жизни – мыслящие существа. Следует выделить также единичные факторы возникновения человека, к которым можно отнести локальные условия земли, определившие специфические черты земного человечества.
Абсолютная тенденция жизни к самосохранению закономерно приводит к появлению более эффективного и радикального способа существования, способа выживания, чем приспособление к среде. Таким новым способом выживания может стать только преобразование среды и, на этой основе, преобразование самого живого, т.е. производство жизни. Производство самого себя на основе преобразования среды – новый, высший способ существования и развития человека, социальной формы материи.
Среди факторов, названных нами особенными, весьма важное место принадлежит труду. Энгельс сформулировал новую концепцию антропосоциогенеза. Основная идея этой концепции заключается в том, что труд, как процесс преобразования природы и самого человека, с момента своего зарождения и в процессе дальнейшего формирования служил вначале активным, а затем определяющим фактором формирования человека. Огромную роль в формировании человека сыграли биологические факторы, включая естественный отбор. Зарождающийся и формирующийся труд мог привести к возникновению человека лишь становясь в то же время и биологическим фактором – фактором естественного отбора.
Труд – процесс взаимодействия человека с природой, который осуществляется с помощью вырванных из природной среды и преобразованных природных элементов – средств труда (прежде всего орудий труда). Труд имеет коллективный характер и выступает основой формирования общества как сложного коллектива людей, объединенных социальными, прежде всего экономическими связями.
Человеческая сущность. Человек – это существо, которое производит само себя, свое бытие сущность. Человек живет тем, что в природе не существует, что он должен непрерывно создавать. Главное в человеческом способе существования – производство самого себя, своего собственного бытия и своей сущности. Производство предметов – средство существования человека, его бытия и сущности. Человек, человечество – высшая форма материи, обладающая наиболее сложным способом существования и развития. Важнейшими сущностными силами человека являются труд, или преобразовательная материальная деятельность человека, мысль, или универсальная и неограниченная способность познания мира, общение, т.е. социальная связь с себе подобными. Вторым ярусом человеческих сущностных сил выступают способности и потребности. Важными сущностными свойствами человека, связанными с обеими группами свойств, являются коллективность и индивидуальность, свобода и ответственность.
Производящий способ существования человека как высшей формы материи определяет возникновение другой сущностной черты человека – сознание. Человек поэтому – производящее и сознающее существо.
Человеческая сущность противоречива: она несет в себе противоречия между потребностями и способностями, трудом и мыслью, трудом и формами общения, коллективностью и индивидуальностью, свободой и ответственностью и др. развитие человеческой сущности происходит на основе ее внутренних противоречий.
Смысл человеческого существования определяется сущностью человеческого существования, но не тождественен с нею. Сущность человека, человеческого существования имеет наиболее общие и постоянные, вечные черты, поскольку она всегда заключается в производстве человеком своего собственного бытия.
Научная философия показала, что смысл человеческого существования нельзя искать вне человеческой жизни – в природе, боге, идеи. Смысл заложен в самом человеческом существовании. Человек производит свое собственное существование, что и составляет его сущность и смысл. Смысл существования – не в бессмысленном течении времени человеческого бытия, а в движении человека в свою собственную сущность, в углублении человека в свою бесконечную человеческую сущность.
АНТРОПОЦЕНТРИЗМ - крайняя форма антропоморфизма, познавательной установки, в которой утверждается наличие человеческого измерения в любом знании о природе, обществе и в самом познании. Классическую формулировку антропоцентризм обретает в знаменитой формуле Дротагора “человек есть мера всех вещей”. В отличие от античного уподобления микро- и макрокосма, а также от объективизма классической рациональности в современном естествознании антропоцентризм выражает зависимость научного результата не только от положения субъекта-наблюдателя и характеристик его инструментальной и целеполагающей деятельности, но и от самого факта его присутствия во вселенной.
В социальном познании антропоцентризм противоположен социоцентризму, или социологизму. В концепциях антропоцентристского направления подчеркивается самостоятельность индивида как субъекта свободного выбора и ответственного поступка. В политике принцип антропоцентризма реализован в либерализме, признающем приоритет интересов личности перед интересами любых сообществ и неотчуждаемость ее естественных прав. Методологически антропоцентризм противостоит натуралистическому детерминизму и историцизму, означая приоритет целеполагающей человеческой деятельности перед социальными структурами и “законами исторической необходимости”. Антропоцентристской установке чуждо масштабное социальное проектирование и жесткие социальные технологии (см. Технологии социальные), подчиняющие интересы личности логике проекта и превращающие человека в “винтик” государственной машины. Антропоцентризм содержит в себе требование соразмерности социальных преобразований человеку и очерчивает пределы вмешательства власти в человеческую повседневность. Что касается марксизма, то он унаследовал просветительский взгляд на человека как на продукт обстоятельств и воспитания и определял сущность человека как комплекс социальных отношений. И хотя деятельностный подход, реализованный в понятии общественной практики, и претендует на снятие дилеммы антропоцентризма и социоцентризма, марксизм в целом явно тяготеет к последнему. Отход К. Маркса от антропоцентризма, заявленного в “Экономическо-фалософских рукописях 1844 г.” и “Манифесте Коммунистической партии” (“свободное развитие каждого есть условие свободного развития всех”), отчетливо виден в его концепции формационного развития общества как естественно-исторического процесса, в рамках которого человек представляет собой “личный элемент производительных сил”. Русские марксисты, напр., Г. В. Плеханов, явно тяготели к социоцентризму в решении вопроса о роли личности в истории. В классической социологии основная позиция антропоцентризма отчетливо выражена Г. Спенсером, полагавшим, что “каждое социальное явление должно иметь своим источником известные свойства индивидов”, а потому “тип общества определяется природой составляющих его единиц”. Развернутую социологическую интерпретацию антропоцентризм обрел в “понимающей социологии” At. Вебера. Веберовский постулат субъективной интерпретации гласит: ничто не может быть понято лучше, чем индивидуальное осмысленное действие. Понять социальное явление значит свести его к субъективным смыслам действующих индивидов - конечному пункту теоретического анализа любых социальных процессов. В поствеберовской социологии антропоцентризм противопоставлен структурному функционализму, сторонники которого акцентировали внимание на детерминирующем воздействии социальных структур. Наследующая же веберовские традиции феноменологическая социология выступала против реификации (овеществления) социальных структур и трактовала их как набор социально одобренных образцов человеческого поведения. Не отрицая структурирующего воздействия социальных институтов на человеческую деятельность, она исследовала систему высокосложных типизации, аккумулирующих опыт индивидуального “усвоения” подобных образцов в исполнении социальных ролей (интериоризация). Социологический постмодернизм ликвидировал противопоставление человека и продуктов его творческой активности, радикализировав структуралистские идеи “смерти субъекта” (М. Фуко), растворения автора в тексте (Р. Борт). Современной социологии свойственны попытки снятия дилеммы антропо- и социоцентризма с помощью понятия габитуса как инкорпорированной социальности (П. Бурдье). Но в отличие от традиционных обществ, габитус современного человека, вовлеченного во множество изменчивых личных и анонимных социальных связей, не может считаться социальным инвариантом, а концепция габитуса-окончательным снятием дилеммы антропоцентризма и социоцентризма.
Согласно теории корпускулярно-волнового дуализма свет – это поток частиц – квантов или фотонов, несущих определенные порции энергии и импульса, но в то же время свет – это волны электромагнитного поля, обладающие энергией и импульсом и распространяющиеся в пространстве со скоростью света.
В квантовой механике любой частице соответствует волна. А когда частиц много? С точки зрения квантовой механики можно было бы сопоставить каждой частице свое поле. Однако опыт свидетельствует о полной неразличимости тождественных частиц. Конечно, уэлектронов могут быть разные энергии и импульсы, но при одних и тех же параметрах электроны одинаковы.
Итак, если все частицы одинаковы, как волны в одной и той же среде, то, значит, эта среда, т. е. поле, является более фундаментальным понятием.
Поле определяется через силы, действующие на некоторый пробный объект (заряд, массу), помещенный в данную точку пространства. Пространство непрерывно. В каждой его точке эта сила имеет вполне определенное значение, считающееся характеристикой поля. При этом переход от точки к точке непрерывный и плавный. Важным свойством поля является непрерывность его характеристик. Именно непрерывность позволяет эффективно применять математические методы для описания физических характеристик разнообразных объектов. К настоящему времени известно несколько типов физических полей, соответствующих типам взаимодействий, – электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, волновые поля элементарных частиц.
С математической точки зрения поле – это произвольная функция или набор функций, координат и времени.
Поля могут быть постоянными и переменными. Например, электрическое и магнитное поля фотона являются переменными (они синусоидально зависят от координат и времени, т. е. изменяются по гармоническому закону), а магнитное поле Земли и электрическое поле в грозовой туче постоянные.
Вещество построено из электронов и нуклонов (протонов и нейтронов). Последние в свою очередь состоят из кварков. Различного рода взаимодействия между частицами вещества осуществляются полями. Кванты полей, переносящих электромагнитное взаимодействие, представляют собой фотоны, гравитационное взаимодействие – гравитоны, сильное взаимодействие – глюоны, слабое взаимодействие – векторные бозоны.
В классической физике вещество и поле абсолютно противопоставлялись друг другу как два вида материи, у первого из которых структура дискретна, а у второго – непрерывна. Открытие в квантовой теории двойственной корпускулярно-волновой природы микрообъектов нивелирует это противопоставление. На этой основе были строго разделены категории вещества и материи, на протяжении многих веков отождествлявшиеся в философии и науке, причем философское значение осталось за категорией материи, а понятие вещество сохранило научный смысл в физике и химии. В земных условиях для веществ известны четыре состояния: твердые тела, жидкости, газы, плазма.
1) Вещество – это физический вид материи, состоящий из частиц, которые имеют собственную массу (массу покоя)
2) Поле – материальное образование, которое связывает тела между собой и передает действие от тела к телу (электромагнитное, гравитационное, внутриядерное поля) Фотон не имеет массы покоя, ведь свет не покоится.
3) Антивещество – в-во, состоящее из античастиц. Структура антивещества: ядра атомов этого вида физической реальности должны существовать из антипротонов и антинейтронов, а оболочка из позитронов.
Окружающий нас материальный мир можно разделить, во-первых, на микромир, макромир и мегамир , каждый из которых, в свою очередь, включает в себя различные уровни организации материального бытия:
- в неживой природе : 1)субмикроэлементарный уровень (кварки), 2) элементарный (электроны), 3) ядерный (ядро атома), 4)атомный, 5)молекулярный, 6)макроскопический, 7) планетарный, 8) космический.
- в живой природе : 1) биологические макромолекулы, 2)клеточный, 3) микроорганизменный, 4) уровень органов и тканей, 5) уровень организма, 6) популяционный, 7) биоценозный, 8) биосферный.
- в социальный: 1) человек (индивид), 2)семья, 3) коллективы, 4) социальные группы, 5)национальности, 6) этносы, 7) государства
Каждый из структурных уровней (и подуровней) материи возникает и существует на основе предыдущих, однако не сводится к ним как простая сумма элементов, поскольку обладает новыми качествами и подчиняется в своем функционировании и развитии иным закономерностям.
11.Движение, пространство, время как основные формы существования материи.
Движение – понятие, охватывающее в самом общем виде всякое изменение, превращение. Все существующее находится в постоянном стремлении к изменению, другому состоянию, но изменяется только то, что имеет относительную устойчивость и находится в относительном покое. Но без определенной степени устойчивости в мире ничего бы не существовало. Покой - понятие относительное, а движение - абсолютно. Но, движение обладает и свойствами относительности, т.к. изменения одного объекта можно зафиксировать лишь относительно другого объекта.
Еще в античности были 2 концепции:
1) Зенон - отрицание движения. Апории Зенона. Доказывал невозможность мыслить движение.
2) Гераклит – «Все течет!» все постоянно переходит из одного состояния в другое.
Энгельс предложил формы движения:
Механическое
Физическое
Химическое
Биологическое
Социальное
Типы движения материи:
1) Механическое (без изменения качества)
2) С изменением качества . Направленность бывает 3х видов:
Прогрессивное (от низшего к высшему)
Регрессивное (от высшего к низшему)
Горизонтальное (явление идиодаптации в биологии, изменения зависят от условий существования и не сопровождаются общим повышением организации и уровня жизнедеятельности. Н-р таблица менделеева, где изменения развертываются на одном горизонтальном структурном уровне организации материи)
Развитие подчинено ряду законов:
Закон перехода из одного качества в другое на основе количественных изменений
Закон единства и борьбы противоположностей
Закон отрицания отрицания
Как бы ни изменялся предмет, пока он существует, он сохраняет свою определенность. Река не перестает быть рекой из-за того, что она течет: бытие реки и заключается в ее течении. Обрести абсолютный покой значит перестать существовать. Все относительно покоящееся неизбежно причастно к какому либо движению. Покой всегда имеет только видимый и относительный характер. Тела могут покоиться только по отношению к какой-либо системе отсчета, условно принятой за неподвижную (Н-р мы неподвижны относит-но здания, Земли, но движемся по отношению к Солнцу)
Частные св-ва пространства:
-трехмерность (любые пространственные отношения можно описать тремя измерениями – длина, ширина, высота)
-обратимость (можно вернуться на то же место)
-протяженность
-изотропность (равноправность всех возможных направлений)
Частные св-ва времени:
-одномерность (достаточно одной координаты: минута, час, секунда)
-однонаправленность (нельзя вернуться в прошлое)
Общие св-ва пространства и времени:
Объективность (независимость от нашего сознания)
Бесконечность (во вселенной нет такого места, где бы отсутствовали пространство и время)
Абсолютность (т.е. бытие вне пространства такая же бессмыслица, как и бытие вне времени)
Относительность (т.е. представления человека о пространстве и времени относительны)
Единство непрерывности (отсутствие пустого пространства)
Единство прерывности (раздельное существование материальных объектов)
Виды пространства и времени:
-Реальное (объективные формы существования пр-ва и времени)
-Перцептуальное (субъективное восприятие человеком реального пространства и времени)
-Концептуальное (теоретическое моделирование пространства и времени)
Концепции происхождения пространства и времени:
1) Субстанциональная (Демокрит, Платон, Ньютон)
Пространство и время рассматриваются как абсолютные, наряду с материей в ранге субстанций. Существуют самостоятельно, независимо от материальных объектов и рассматриваются как чистая протяженность и чистая длительность.
2) Реляционная (Аристотель, Лейбниц, а в наше время Энштейн, Лобачевский)
Пространство и время это особое отнощение между объектами и самостоятельно и отдельно от них не существующие. Т.е. если для Ньютона доска занимает какое-то положение, то для Лейбница пространство и есть соотношение доски с окружающими ее предметами.
Из теории относительности следовали два важных в философском отношении вывода: во-первых, при скоростях, близких к скорости света, длины тел сокращаются примерно в два раза; во-вторых, темп течения процессов времени замедляется при скорости, близкой к световой, примерно в 40 раз. Теория относительности показала зависимость пространства (протяженности тел) и времени (темпа длительности протекания процессов) от скорости движущихся тел.
Структура материи
В науке широко используется представление о структурных уровнях материи, конкретизирующих формы движения и виды материи. Структурные уровни материи образованы из объектов определенного множества и какого-либо класса. Характерной особенностью этих объектов является особый тип взаимодействия между составляющими их элементами. Критерием для выделения различных структурных уровней могут служить следующие признаки: пространственно-временные масштабы, совокупность важных свойств и законов изменения, степень относительной сложности, которая возникает в процессе исторического развития материи в данной области мира.
Элементами структуры материи являются:
Неживая природа;
Живая природа;
Социум (общество).
Каждый элемент материи имеет несколько уровней. Уровнями неживой природы являются:
Субмикроэлементарный (мельчайшие единицы материи, меньше, чем атом);
Микроэлементарный (адроны, состоящие из кварков, электроны);
Ядерный (ядро атома);
Атомарный (атомы);
Молекулярный (молекулы);
Уровень единичных вещей;
Уровень макротел;
Уровень планет;
Уровень систем планет;
Уровень галактик;
Уровень систем галактик;
Уровень метагалактик;
Уровень Вселенной, мира в целом.
К уровням живой природы относятся:
Доклеточный (ДНК, РНК, белки);
Клеточный (клетка);
Уровень многоклеточных организмов;
Уровень видов;
Уровень популяций;
Биоценозы;
Уровень биосферы в целом.
К уровням социума относятся:
Отдельный индивид;
Коллективы разных уровней;
Социальные группы (классы, страты);
Отдельные общества;
Государства;
Союзы государств;
Человечество в целом.
Кроме того, в современном естествознании материя подразделяется на три вида: вещество, физическое поле и физический вакуум. Одним из главных свойств материи является движение. Без движения нет материи, и наоборот. Движение материи -- это любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействий. вида материи: вещество, физическое поле и физический вакуум. Основным видом материи является вещество, обладающее массой. К вещественным объектам можно отнести элементарные частицы, атомы, молекулы и различные образованные из них материальные объекты. В химии вещества делят на простые (они состоят из атома одного химического элемента) и сложные, называемые химическими соединениями. Свойства вещества зависят от внешних условий и интенсивности взаимодействия атомов и молекул. Это обусловливает разные агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. При достаточно высокой температуре образуется плазма. Переход вещества из одного состояния в другое можно охарактеризовать как один из видов движения материи. В природе существуют различные виды движения материи. Их можно классифицировать с учетом изменений свойств материальных объектов и влияния на окружающий мир. Волновое и колебательное движение, механическое движение (относительное перемещение тел), распространение и изменение различных полей, тепловое (хаотическое) движение атомов и молекул, фазовые переходы между агрегатными состояниями (парообразование, плавление и т. д.), равновесные и неравновесные процессы в макросистемах, радиоактивный распад, ядерные и химические реакции, развитие живых организмов и биосферы, эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом -- все это служит примерами многообразных видов движения материи. Особым видом материи, которое обеспечивает физическое взаимодействие как материальных объектов, так и их систем, является физическое поле. К физическим полям можно отнести гравитационное и электромагнитное поля, поле ядерных сил, а также квантовые (волновые) поля, которые соответствуют разным частицам (например, электрон-позитронное поле). Частицы служат источником физических полей, например, для электромагнитного поля таковыми являются заряженные частицы. Физические поля, созданные частицами, переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. В квантовой теории взаимодействие является следствием обмена квантами поля между частицами.
Общими универсальными формами существования движения материи принято считать пространство и время. Движение материальных объектов, также как и различные реальные процессы осуществляются в пространстве и во времени. Особенность естественнонаучного представления об этих понятиях сводится к тому, что пространство и время можно охарактеризовать количественно с помощью приборов. Время является объективной характеристикой любого явления или процесса, определяет порядок смены физических состояний. Время -- это всё то, что можно измерить с помощью многих приборов. Принцип работы этих приборов заключается в разных физических процессах, среди которых наиболее удобными считаются периодические процессы: электромагнитное излучение возбужденных атомов, вращение Земли вокруг своей оси и др.
Многие крупные достижения в естествознании связаны с разработкой более точных приборов для определения времени. Эталоны, существующие сегодня, позволяют измерить время с достаточно высокой точностью, в этом случае относительная погрешность измерений составляет не более 10-11 %. Временная характеристика реальных процессов основывается на постулате времени: абсолютно одинаковые явления происходят за одинаковое время. Не смотря на то, что постулат времени кажется естественным и очевидным, его истинность всё же относительна, потому что его нельзя проверить на опыте даже с помощью самых идеальных часов, так как, во-первых, они характеризуются своей точностью, а, во-вторых, нельзя создать совершенно одинаковые условия в природе в разное время. Вместе с тем довольно длительная практика естественнонаучных исследований позволяет не усомниться в справедливости постулата времени в пределах точности, достигнутой в данный момент времени. Создавая классическую механику, И. Ньютон ввел понятие абсолютного (истинного) математического времени, протекающего всегда и везде равномерно, и относительного времени, которое выступает как мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни и означающая какой-то определенный интервал времени: час, день, месяц и т.д.
В современном представлении время всегда относительно. Из теории относительности вытекает, что при скорости, которая стремится к скорости света в вакууме, время замедляется, то есть происходит релятивистское замедление времени, а сильное поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени. В обычных же земных условиях эти эффекты оказываются чрезвычайно малы.
Главным свойством времени является его необратимость. В реальной жизни нельзя вновь воспроизвести прошлое во всех его деталях и подробностях, так как оно забывается. Необратимость времени объясняется сложным взаимодействием множества природных систем, и символически обозначается стрелой времени, которая всегда как бы летит из прошлого в будущее. Необратимость реальных процессов в термодинамике связывают с хаотичным движением атомов и молекул. Понятие пространства гораздо сложнее понятия времени. В отличие от одномерного времени, реальное пространство имеет три измерения, то есть оно трехмерно. В трехмерном пространстве имеются атомы и планетные системы, выполняются фундаментальные законы природы. Но существуют гипотезы, согласно которым пространство Вселенной имеет много измерений, но из них наши органы чувств способны ощущать только три.
Самые первые представления о пространстве зародились из очевидного существования в природе твердых тел, которые занимают какой-то определенный объем. Исходя из этого, можно говорить о том, что пространство выражает порядок сосуществования физических тел. Более 2000 лет назад была создана завершенная теория пространства -- геометрия Евклида, до сих пор считающаяся образцом научной теории. По аналогии с абсолютным временем И. Ньютон ввел понятие абсолютного пространства, которое существует независимо от находящихся в нём физических объектов и, возможно, совершенно пустым. Оно представляет собой как бы мировую арену, где происходят различные физические процессы. Свойства пространства выражаются геометрией Евклида. Именно это представление о пространстве и составляет основу практической деятельности людей. Хотя пустое пространство идеально, в то время как реальный окружающий нас мир заполнен разными материальными объектами. Без материальных объектов идеальное пространство не имеет смысла даже, к примеру, при описании механического движения тела, для которого нужно взять другое тело, выступающего в качестве системы отсчета. Механическое движение тел относительно. В природе не существует ни абсолютного покоя, ни абсолютного движения тел. Пространство, как и время, относительно. Специальная теория относительности соединила пространство и время в единый континуум «пространство -- время». Базой для такого объединения является постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материальных объектов и принцип относительности. Из данной теории вытекает относительность одновременности двух событий, которые происходят в различных точках пространства, и относительность измерений длин и интервалов времени, которые производятся в разных системах отсчета, движущихся относительно друг друга. Согласно общей теории относительности свойства «пространства -- времени» подчиняются материальным объектам. Любой термальный объект искажает пространство, которое можно описать не геометрией Евклида, а сферической геометрией Римана или гиперболической геометрией Лобачевского. Считается, что вокруг массивного тела при очень большой плотности вещества искажение становится столь существенным, что «пространство -- время» как бы «замыкается» локально само на себя, отделяет данное тело от остальной Вселенной и образует черную дыру, поглощающей электромагнитное излучение и материальные объекты. На поверхности черной дыры для внешнего наблюдения время как бы останавливается. Можно предположить, что в центре нашей Галактики существует огромная черная дыра. Но есть и другая точка зрения. По мнению Академика Российской академии наук А. А. Логунова, никакого искажения пространства--времени нет, а происходит искажение траектории движения объектов, которое обусловлено изменением гравитационного поля. Он утверждает, что наблюдаемое красное смещение в спектре излучения отдаленных галактик, возможно, объяснить не расширением Вселенной, а переходом посылаемого ими излучения от среды с сильным гравитационным полем в среду со слабым гравитационным полем, в котором находится наблюдатель на Земле.
Сейчас следует считать, что вещество, как и другие виды материи (физический вакуум и физическое поле) имеют прерывистую структуру. Исходя из квантовой теории поля, время и пространств очень малых масштабах образуют хаотически изменяющуюся пространственно временную среду. Квантовые ячейки чрезвычайно малы, поэтому их можно не учитывать при описании свойств атомов, нуклонов и др., считая, что время и пространство непрерывными.
Основным видом материи является вещество, которое находится в твердом или жидком состояниях и воспринимается обычно как сплошная, непрерывная среда. Для описания и анализа свойств такого вещества в большинстве случаев учитывается лишь его непрерывность. Однако же это вещество при объяснении химических связей, тепловых явлений, электромагнитного излучения и т.п. рассматривается как дискретная среда, состоящая из взаимодействующих между собой атомов и молекул. Дискретность и непрерывность присущи и другому виду материи -- физическому полю. Магнитное, электрическое, гравитационное и другие поля при решении многих физических задач принято считать непрерывными. Но в квантовой теории поля считается, что физические поля дискретны.
Для одинаковых видов материи характерна дискретность и непрерывность. Для свойств материальных объектов и классического описания природных явлений достаточно учитывать непрерывные свойства материи, а для характеристики различных микропроцессов -- её дискретные свойства. Неотъемлемые свойства материи - дискретность и непрерывность. Важнейшим свойством материи является ее структурная и системная организация, выражающая упорядоченность существования материи в виде большого разнообразия материальных объектов разных уровней и масштабов, которые связаны между собой единой системой иерархии. Тела, наблюдаемые нами, состоят из молекул, молекулы из атомов, атомы из ядер и электронов, атомные ядра из нуклонов, нуклоны из кварков. Сейчас следует полагать, что электроны и гипотетические частицы кварки не содержат более мелких частиц.
С биологической точки зрения самой крупной живой системой является биосфера. Она состоит из биоценозов, которая содержит множество популяций живых организмов разных видов. Популяции формируют отдельные особи, живой организм которых состоит из клеток со сложной структурой, включающих ядро, мембрану и другие составные части.
Сейчас множество материальных систем условно делят на микромир, макромир и мегамир. К микромиру относят молекулы, атомы и элементарные частицы. Материальные объекты, которые состоят из большого числа атомов и молекул, образуют макромир. Самой крупной системой материальных объектов считается мегамир -- это мир планет, звезд, галактик и Вселенной. Материальные системы микро-, макро- и мегамира отличаются друг от друга размерами, характером преобладающих процессов и законами, которым они подчиняются
Итак, каждая из трех областей материальной действительности образуется из ряда особенных структурных уровней, находящемся не в хаотичном их «наборе» в составе какой-то области действительности, а в определенной связи, упорядоченности. Переход от одной области к другой связан с увеличением и усложнением многообразия факторов, которые обеспечивают целостность систем (в неживой природе -- электромагнитные, ядерные и другие силы, в обществе -- производственные отношения, национальные, политические и др.). Внутри каждого из структурных уровней материи имеются отношения субординации: молекулярный уровень включает в себя атомарный (но никак не наоборот); организменный -- клеточный, тканевый уровень общества -- уровни, представленные нациями, классами, другими социальными уровнями. Закономерности новых уровней специфичны, их нельзя свести к закономерностям уровней, на базе которых они возникли, и являются ведущими для данного уровня структурной организации материи. Способом существования материи является структурное многообразие, т. е. системность. Первоначальным понятием в представлении материи как структурно упорядоченного образования является понятие «система». С ним могут быть связаны представления о мире в целом (в оговоренном, разумеется, значении этого термина), формы движения материи, структурные уровни организации материи, отдельные целостные объекты внутри структурных уровней материи, разные уровни, аспекты, «срезы» этих материальных объектов. На этом понятии как на исходном основывается вся картина всеобщей структурированности материи.
Определения понятий материи, его видов и атрибутов
Материя и движение, время и пространство
Одна из важнейших задач естествознания - создание естественнонаучной картины мира в виде целостной системы. Для ее решения используются понятия: материя, движении, время, пространство.
Материя - все то, что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты. М.- весь окружающий нас мир, все существующее.
Всеобщими универсальными формами существования и движения материи принято считать время и пространство .
Время - форма последовательной смены явлений и состояний материи, характеризующая длительность их бытия .
Время обладает универсальными свойствами:
1. длительностью, т.е. последовательностью сменяющих др.друга моментов или состояний;
2. неповторяемостью;
3. одномерностью, т.е. линейной последовательностью событий, генетически связанных между собой. Если бы время имело несколько измерений, то это означало бы наличие параллельных миров.
4. необратимостью, т.е. однонаправленным изменением времени от прошлого к будущему.
Пространство выражает порядок сосуществования физических тел .
Выдвигаются гипотезы, согласно которым пространство нашей Вселенной имеет много измерений.
Например: -11- мерная супергравитация
М- теория
Наши органы чувств способны ощущать только три
Неотъемлемое свойство материи – движение.
Движение материи- любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействия . Формы движущейся материи очень разнообразны и взаимосвязаны др.с др. Формы движения могут переходить др.в др. ,например, химическая форма движения м.переходить в тепловую, тепловая в электрическую и т.д.
Основные формы движения материи:
Ø Механическая (наличие траектории)
Ø Физическая (теплота, электромагнетизм, гравитация…)
Ø Химическая (превращение атомов и молекул)
Ø Биологическая (в живой природе)
Ø Общественная(развитие общества)
Мерой движения материи (количественной ее характеристикой) служит энергия .
Мерой инерции материи является масса .
Энергия и масса – важнейшие взаимосвязанные свойства материи. Их взаимосвязь отражает Закон сохранения массы и энергии Современная формулировка закона гласит:
в изолированной системе сумма масс и энергий постоянна .
Формулировка учитывает, что между массой m и энергией E существует взаимосвязь согласно уравнению
E=mc 2 , где с – скорость света в пустоте (3 10 8 м/с). (Уравнение Эйнштейна)
В соврем. Е. различают 3 вида материи : вещество, физическое поле, физический вакуум .
Вещество – основной вид материи, обладающей массой.
К вещественным объектам относятся:
- элементарные частицы ,
- атомы,
- молекулы-
- многочисленные образованные из них материальные объекты.
Состав Вселенной (в массовых %*)
Элементарные частицы
1. Одни эл.частицы, имеют сложную внутреннюю структуру, однако их невозможно разделить на части.
2. другие считаются бесструктурными – «фундаментальные частицы»:
1) -лептоны (электрон, нейтрино)
2) -кварки
3) -калибровочные бозоны (т.е. действуют как переносчики фундаментальных взаимодействий).
По величине спина все элементарные частицы можно разделить на два класса:
фермионы - частицы с полуцелым спином:1/2, 3/2, и т.д. (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино); Фермионы составляют вещество
бозоны- частицы с целым спином 0, 1, 2 и т.д. (например, фотон, глюон, мезоны). Бозоны переносят взаимодействие.
Элементарные частицы- фермионы приведены на рис.4.1.
Рисунок 4.1. Элементарные частицы: лептоны и кварки
В табл.4.1 представлены некоторые сведенья о следующих свойствах элементарных частиц со временем жизни более 10 –20 с.:
o масса частицы (в электронных массах),
o электрический заряд (в единицах элементарного заряда) и
o момент импульса (так называемый спин) в единицах постоянной Планка ħ = h / 2π.
В таблице указано также среднее время жизни частицы.
Таблица 4.1.
Классификация элементарных частиц (по массе)
|
Атомы
Атом - наименьшая частица химического элемента, сохраняющая его химические свойства. Химический элемент - совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра..
Информацию о любом хим.эл-те мы можем получить из Периодической системы элементов Д.И.Менделеева.