Естественнонаучные представления

О структуре и свойствах материи

От философского понятия «материя», определение которого связано с признанием лишь свойства быть объективной реальностью, следует отличать современные представления о структуре и свойствах материи, которые изменяются с каждым новым открытием в области естествознания. Философское понятие «материи» представляет собой неизменную истину, а естественно-научные представления о структуре материи – относительны, изменчивы по мере развития науки. Философия выработала такое понимание материи, которое характеризует любые ее формы, независимо от того, познаны они сейчас или будут познаны в будущем. Материя – это философская абстракция, понятие, посредством которого обозначается многообразие природных явлений и процессов, обозначается объективная реальность, которая дана человеку в его ощущениях, существуя независимо от них.

Современные естественно-научные представления о структуре материи базируются на следующих положениях: каждое материальное образование, отдельная вещь представляет собой единство вещества и поля. Главное отличие вещества от поля заключается в том, что вещество обладает массой покоя, механической массой, тогда как электромагнитное, гравитационное и другие поля, а также нейтрино массой покоя не обладают. Вещество относительно непроницаемо, скорость движения частиц вещества всегда меньше скорости света, в веществе – значительная концентрация массы и энергии. Поле не имеет массы покоя, легко проницаемо, обладает волновой природой, характеризуется f слабой концентрацией массы и энергии, а также скоростью света. Вещество и поле могут взаимно превращаться друг в друга: так, при столкновении электрона и позитрона, обладающих вещественными свойствами частиц, образуются два фотона (кванта света), т.е. вещественная форма превращается в полевую форму материи, при этом не происходит уничтожения материи как таковой. Вещество как одно из важнейших видов материи состоит из молекул и может находиться в пяти различных состояниях: твердом, жидком, газообразном, плазменном и нейтронном. Плазма – такое состояние вещества, когда в его атомах в результате нагревания до многих миллионов градусов деформируются электронные оболочки, возможны реакции ядерного синтеза. Нейтронное состояние вещества предполагает его уплотнение до такой степени, что структура атома нарушается, электронные оболочки «сминаются», а размеры атома оказываются практически размерами ядра (вещество таких нейтронных небесных тел в силу огромной гравитации не испускает даже электромагнитного излучения).

Молекулы состоят из атомов, атомы, в свою очередь, состоят из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Стабильность ядра, состоящего из нуклонов – положительно заряженных протонов и не обладающих электрическим зарядом нейтронов, поддерживается за счет быстрого обмена между ними пи-мезонами. Электроны удерживаются на своих орбитах, благодаря притяжению противоположных зарядов электрона и протона, а также за счет своеобразного обмена с ядром фотонами: таким образом компенсируются центробежные силы. Все элементарные частицы обладают корпускулярно-волновыми свойствами. В структурном отношении многие из них являются сложными системными образованиями, в составе которых обнаружены кварки и глюоны. Тем самым подтвердилось предсказание о том, что электрон также неисчерпаем, как и атом.

Каждой элементарной частице соответствует античастица: электрону – позитрон (положительный электрон), нейтрону – антинейтрон и т.п. Античастица отличается от частицы либо спином, либо противоположным зарядом. В настоящее время известно более 300 элементарных частиц, включая античастицы, более 107 химических веществ, которые различаются по своим свойствам и составляют все многообразие известной нам материальной действительности. Из химических элементов состоят все вещества живой и неживой природы.

Макротела и космические системы организованы таким образом, что образуют структурные уровни, объекты которых находятся в сложной взаимосвязи с объектами других уровней материи.

Уровнями неживой природы являются: субмикроэлементарный (кварки, глюоны, суперструны – мельчайшие единицы материи, меньшие, 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), органный, организменный, уровень многоклеточных организмов, уровень видов, уровень популяций, биоценозы, уровень биосферы в целом, уровень ноосферы (преобразованная с помощью труда и разума человека часть биосферы).

К уровням социума относятся: отдельный индивид, семья, группа, коллективы разных уровней, социальные группы (классы, страты), этносы, нации, расы, отдельные общества, государства, союзы государств, человечество в целом.

Все структурные уровни могут рассматриваться как своеобразные качественные узлы развивающейся материи, этапы глобальной эволюции. На каждом структурном уровне находятся системные образования, свойства которых не сводятся к сумме свойств составляющих их элементов: например, свойства атома не сводятся к сумме свойств элементарных частиц, биологические процессы не сводятся к физико-химическим и т.п.

Характерными чертами материи являются: наличие движения, самоорганизация, размещенность в пространстве и времени, способность к отражению.

В связи с развитием науки конкретные картины мироздания могут меняться. Но неизменным остается признание принципа материального единства мира.