Материя, современные представления о ней.

гносеологическое определение, ставшее классическим в рамках диалектико-материалистической философии: «Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них».

Современные представления о материи являются философским обобщением картины мира в современной науке, прежде всего в естествознании. В предельно обобщенном виде эта картина представляется следующим образом.

В материальном бытии наблюдается довольно строгая организованность, хотя в нем имеются также хаотические процессы, случайные явления. Из случайного, хаотического созидаются упорядоченные системы, а эти последние могут превращаться в неорганизованные, случайные образования. Диалектика порядка и хаоса осмысливается новым направлением естествознания - синергетикой.

В основе современных научных представлений о строении объективной реальности лежит идея ее сложной системной организации. Наличие общих признаков организации позволяет объединить различные объекты в классы разнообразных систем. Область неорганического мира представлена такими системно-структурными структурными уровнями: субмикроэлементарный, микроэлементарный (уровень элементарных частиц и полевых взаимодействий), ядерный, атомарный, молекулярный, уровень макроскопических тел различной величины, планетарный уровень, звездно-планетарный, галактический, метагалактика как структурный, самый высший из известных нам, уровень.

Семейство субъядерных частиц, получивших название кварков, представлено шестью родами. Теоретически предсказываются условия (сверхплотное вещество: 1014 - 1015 г/см3), при которых может возникать кварк-глюонная плазма. Уровень атомных ядер состоит из ядер (нуклидов). В зависимости от числа протонов и нейтронов выделяются различные группы нуклидов, например, «магические» ядра с числом протонов и нейтронов, равным 2, 8, 20, 50, 82, 126, 152..., «дважды магические» (по протонам и нейтронам одновременно - такие ядра отличаются особой устойчивостью к распадам) и т.д. Нуклиды, окруженные электронной оболочкой, относятся к атомарному структурному уровню. В мегамире имеются межзвездные поле и вещество, которые концентрируются главным образом в такие узловые точки, как звезды с планетами (пульсары, «черные дыры»), звездные скопления - галактики, квазары и т.п.

Живая природа представлена уровнем биологических макромолекул, клеточным уровнем, микроорганизменным, уровнем органов и тканей, уровнем системы организма, популяционным уровнем, биоценозным и биосферным. Для каждого из них характерен и специфичен органический метаболизм - обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Высшим структурным уровнем живой природы является биосфера - совокупность всех живых существ, образующих особую биологическую сферу Земли.

В социальной действительности выделяются: уровень индивидов, уровни семьи, различных коллективов, социальных групп, классов, национальностей и наций, этносов, государств и системы государств, общества в целом.

В основе материальных систем и их структурных уровней материи лежат физические виды реальности - вещество и поле.

Вещество - это физический вид материи, состоящий из частиц, которые имеют собственную массу (массу покоя). Поле - это материальное образование, которое связывает тела между собой и передает действия от тела к телу. Ныне с определенными типами элементарных частиц связывают определенные типы полей и материальных взаимодействий. Выделяются 4 вида взаимодействий (или вида полей):

· сильное, или ядерное,

· слабое,

· электромагнитное,

· гравитационное.

Ядерное взаимодействие примерно в 100 раз превосходит по силе электромагнитное и в 100 000 миллиардов раз - слабое. Вещество отличается от поля так называемой массой покоя; частицы света - фотоны этой массы покоя не имеют. Все частицы вещества независимо от их природы обладают волновыми свойствами, в то же время поле выступает коллективом (ансамблем) частиц и обладает массой.

Уровни структурной организации объективной реальности относительно самостоятельны, специфичны и несводимы друг к другу. Удивительное свидетельство единства всех структурных уровней организации мира дает современная физика основных типов взаимодействия. Так оказывается, что реальное единство слабого и сильного взаимодействия может проявляться при таких энергиях, которые не существуют в современном мире и могли реализоваться только в первые секунды эволюции Метагалактики после Большого Взрыва. С другой стороны, мы обнаруживаем, что макроскопические свойства наблюдаемого нами мира (наличие галактик, звезд, планетных систем, жизни на Земле) обусловлены небольшим количеством констант, характеризующих различные свойства элементарных частиц и основные типы фундаментальных закономерностей.

Одной из важных задач современной картины мира является объяснение процесса возникновения и эволюции Вселенной: галактик, звезд, планет и органической жизни. Космологи обычно выделяют четыре периода эволюции космической материи: 1) от нуля (время, соответствующее моменту «Большого Взрыва», произошедшего 15 - 20 млрд. лет тому назад) до 10-43 сек занимает «планковский» период; 2) от 10-43 до 10-23 сек — «квантовый»; 3) от 10-23 до 10-3 сек — «адронный»; 4) от 10-3 до 1017 сек — «обычный»; рубеж 1017 сек отделяет настоящее от будущего.

На 10-43 сек жизни Вселенной ее плотность была равна 1094 г/см3, а ее радиус составлял порядка 10-33 см. Затем плотность вещества падает, дает о себе знать гравитационный эффект вакуума: его силы отталкивания берут верх над силами тяготения обычной материи. В результате за 10-32 секунды Вселенная увеличивается в 1050 раз, достигая огромных размеров, превышающих на много порядков размеры ныне наблюдаемой части Вселенной. Однако Вселенная, подобно любому расширяющемуся газу, в момент 10-33 секунды после «Большого Взрыва» сильно переохлаждается, скачкообразно изменяется внутренняя структура и свойства космической материи, весь энергетический запас вакуума превращается в тепловую энергию, а в итоге вселенская плазма вновь подогревается до первоначальной температуры.

Самым необычным в космической эволюции молодой Вселенной оказывается принципиальная возможность резкой смены одних ее состояний и физических структур. Обнаружено, что космическая материя могла находиться в качественно различных фазах, при которых ее свойства существенно разнились. Например, одна и та же частица могла иметь массу в одной фазе и быть безмассовой в другой. С позиций сформулированной в последнее время вакуумной модели мира вакуум может порождать множество миров. Как образ, можно представить картину кипящего вакуума, на поверхности которого возникают «пузыри» физических Вселенных, в одной из которых мы живем. Этим самым признается возможность множественности параллельных миров.

На последних этапах эволюции космоса происходит постепенное сгущение и последующее превращение первичного достаточно горячего вещества в галактики и их скопления. Космогонический механизм этого общевселенского процесса еще не выяснен, однако ныне ученые значительно продвинулись в понимании эволюции химических элементов и состоящих из них веществ. Так, при остывании Вселенной до 3000 оК электроны получили возможность прочно соединяться с ядрами, образуя устойчивые атомы водорода и гелия. При дальнейшем остывании формировались более сложные атомы химических веществ.

Современные научные представления о мире формируют новое мироощущение, которое получило название космизм. Оно рассматривает человечество как закономерную ступень космической эволюции, как своеобразную кристаллизацию творческих сил Природы, как бы допустившей в лице человека возможность постичь ее сокровенные тайны.

Подобного рода проблемы, решаемые в границах соответствующих картин мира, являются «вечными», так как не допускают окончательного ответа, годного для всех времен.

Пространство и время.

Материальный мир состоит из структурных объектов, которые находятся в движении и развитии, представляющие собой процессы, которые развертываются по определенным этапам.

Наиболее общая характеристика пространства — свойство объекта быть протяженным, занимать место среди других, граничить с другими объектами.

Сравнение различных длительностей, выражающих скорость развертывания процессов, их ритм и темп является понятием времени.

Категории пространства и времени выступают как формы бытия материи. Существует две концепции пространства и времени:

* субстанциальная — рассматривает пространство и время как особые сущности, которые существуют сами по себе, независимо от материальных объектов (Демокрит, Эпикур, Ньютон);

* реляционная — рассматривает пространство и время как особые отношения между объектами и процессами и вне их не существуют (Лейбниц).

Всеобщие свойства пространства и времени: объективность и независимость от сознания человека; абсолютность как атрибутов материи; неразрывная связь друг с другом и с движением материи; зависимость от структурных отношений и процессов развития в материальных системах; единство прерывного и непрерывного в их структуре; количественная и качественная бесконечность.

Различают метрические (т.е. связанные с измерениями) и топологические (например, связность, симметрия пространства и непрерывность, одномерность, необратимость времени) свойства пространства и времени.

Топологические характеристики описывают: прерывность и непрерывность, размерность,свяэность, ориентируемость.

Метрические характеристики: кривизну, конечность и бес-конечносгь, изотропность, гомогенность.

Всеобщие свойства пространства: протяженность, означающая рядоположенность и сосуществование различных элементов (точек, отрезков, объемов и i:n.), возможность прибавления к каждому данному элементу некоторого следующего элемента либо возможность уменьшения числа элементов; связность и непрерывность; трехмерность.

С протяженностью пространства неразрывно связаны его метрические свойства, выражающие особенности связи пространственных элементов, порядок и количественные законы этих связей.

Специфические (локальные) свойства пространства: симметрия и асимметрия, конкретная форма и размеры, местоположение, расстояние между телами, пространственное распределение вещества и поля, границы, определяющие различные системы.

Всеобщие свойства времени: объективность; неразрывная связь с материей и ее атрибутами; длительность; одномерность и ассиметричность; необратимость и направленность от прошлого к будущему.

Специфическими свойствами времени являются конкретные периоды существования тел от возникновения до перехода в качественно иные формы, одновременность событий, которая всегда относительна, ритм процессов, скорость изменения состояний, темпы развития, временные отношения между различными циклами в структуре систем.

Теория А. Эйнштейна доказала, что в реальном физическом мире пространственные и временные интервалы меняются при переходе от одной системы отсчета к другой.

Теория относительности вывела глубокую связь между пространством и временем, показав, что в природе существует единое пространство — время, а отдельно пространство и отдельно время выступают как его своеобразные проекции, на которые оно по-разному расщепляется в зависимости от характера движения тел.