Содержание
Введение..................................................................................................... 3
1. Свойства и строение материи.............................................................. 5
2. Концепция атомизма. Дискретность и
непрерывность
материи ................................................................................................... 11
Заключение.............................................................................................. 14
Список литературы................................................................................. 15
Введение
Окружающий человека
материальный мир представляет бесконечное множество предметов и
явлений, обладающих самыми pазнообpазными свойствами. Несмотря на различия
всем им присущи два важнейших признака:
1) все они
существуют независимо от сознания человека;
2) способны
воздействовать на человека, отражаться нашим сознанием.
В
домарксистской философии сложились различные концепции материи:
атомистическая (Демокpит), эфирная (Декарт), вещественная (Гольбах).
«... Материя вообще есть все то, что воздействует каким-то образом на наши
чувства» (Гольбах. Система пpиpоды). Общим для всех концепций было
отождествление материи с ее конкретными видами и свойствами или с атомом, как
с одной из простейших частиц лежащих в основе строения матеpии.
Разрабатывая
научное определение материи, К. Маpкс и Ф.Энгельс имели в виду
объективный миp в целом, всю совокупность составляющих его тел. Опиpаясь на
диалектический и исторический материализм Маркса и Энгельса, В.И.Ленин
дальше развил это учение, сфоpмулиpовав в работе «Матеpиализм и эмпиpиокpитицизм»
понятие материи. «Материя есть философская категория для обозначения
объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая
копируется, фотогpафиpуется, отображается нашими ощущениями, существуя
независимо от них» [т.18, стp.131].
От философского
понятия материи нужно отличать естественнонаучные и социальные
представления о ее видах, стpуктуpе и свойствах. Философское понимание
материи отражает объективную реальность мира, а естественнонаучные и
социальные представления выражают его физические, химические, биологические,
социальные свойства. Материя – это объективный миp в целом, а не то, из чего
он состоит. Отдельные предметы, явления не состоят из материи, выступают
конкретными видами ее существования, как, напpимеp, неживая, живая и
социально организованная материя, элементарные части, клетки, живые
организмы, производственные отношения и т.д. Все эти формы существования
материи изучаются различными естественными, общественными и техническими
науками.
1.
Свойства и
строение материи
Материя — это все то, что прямо или косвенно действует на
органы чувств человека и другие объекты. Окружающий нас мир, все существующее
вокруг нас и обнаруживаемое непосредственно либо косвенно посредством наших
ощущений представляет собой материю, которая тождественна реальности.
Неотъемлемое свойство материи — движение. Без движения нет материи и наоборот. Движение
материи — любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате
их взаимодействий. Материя не существует в бесформенном состоянии — из нее
образуется сложная иерархическая система материальных объектов различных
масштабов и сложности.
Главная
особенность естественно-научного познания заключается в том, что для
естествоиспытателей представляет интерес не материя или движение вообще, а
конкретные виды материи и движения, свойства материальных объектов, их
характеристики, которые можно измерить с помощью приборов. В современном
естествознании различают три вида материи: вещество, физическое поле и
физический вакуум.
Вещество — основной вид материи, обладающей массой. К
вещественным объектам относятся элементарные частицы, атомы, молекулы и
многочисленные образованные из них материальные объекты. В химии вещества подразделяются
на простые (с атомами одного химического элемента) и сложные —
химические соединения. Свойства вещества зависят от внешних условий и
интенсивности взаимодействия составляющих его атомов и молекул, что и
обусловливает различные агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое и
газообразное. При сравнительно высокой температуре образуется плазменное
состояние вещества. Переход вещества из одного состояния в другое можно
рассматривать как один из видов движения материи.
В
природе наблюдаются различные виды движения материи, которые можно
классифицировать с учетом изменений свойств материальных объектов и их
воздействий на окружающий мир. Механическое движение (относительное перемещение
тел), колебательное и волновое движение, распространение и изменение различных
полей, тепловое (хаотическое) движение атомов и молекул, равновесные и
неравновесные процессы в макросистемах, фазовые переходы между различными
агрегатными состояниями (плавление, парообразование и др.), радиоактивный
распад, химические и ядерные реакции, развитие живых организмов и биосферы,
эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом — все это примеры многообразных
видов движения материи.
Физическое
поле — особый вид материи, обеспечивающий
физическое взаимодействие материальных объектов и их систем. К физическим полям
относятся электромагнитное и гравитационное поля, поле ядерных сил, а также
волновые (квантовые) поля, соответствующие различным частицам (например,
электрон-позитронное поле). Источником физических полей являются частицы (например,
для электромагнитного поля — заряженные частицы). Созданные частицами
физические поля переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. В
квантовой теории взаимодействие обусловливается обменом квантами поля между
частицами.
Физический
вакуум — низшее энергетическое состояние
квантового поля. Этот термин введен в квантовой теории поля для объяснения
некоторых микропроцессов. Среднее число частиц — квантов поля — в вакууме равно
нулю, однако в нем могут рождаться виртуальные частицы — частицы в
промежуточных состояниях, существующие короткое время. Виртуальные частицы
влияют на физические процессы. В физическом вакууме могут рождаться пары частица
— античастица разных типов. При достаточно большой концентрации энергии
вакуум взаимодействует с реальными частицами, что подтверждается экспериментом.
Предполагается, что из физического вакуума, находящегося в возбужденном
состоянии, родилась Вселенная.
Всеобщими
универсальными формами существования и движения материи принято считать
время и пространство. Движение материальных объектов и различные реальные
процессы происходят в пространстве и во времени. Особенность
естественно-научного представления об этих понятиях заключается в том, что
время и пространство можно охарактеризовать количественно с помощью приборов.
Время выражает порядок смены физических состояний и является
объективной характеристикой любого процесса или явления. Время — это то, что
можно измерить с помощью часов. Принцип работы часов основан на многих
физических процессах, среди которых наиболее удобны периодические процессы:
вращение Земли вокруг своей оси, электромагнитное излучение возбужденных атомов
и др. Многие крупные достижения в естествознании связаны с разработкой более
точных часов. Существующие сегодня эталоны позволяют измерить время с очень
высокой точностью — относительная погрешность измерений составляет около 10-11.
Временная
характеристика реальных процессов основывается на постулате времени: одинаковые
во всех отношениях явления происходят за одинаковое время. Хотя постулат
времени кажется естественным и очевидным, его истинность все же относительна,
так как его нельзя проверить на опыте даже с помощью самых совершенных часов,
поскольку, во-первых, они характеризуются своей точностью и, во-вторых,
невозможно создать принципиально одинаковые условия в природе в разное время.
Вместе с тем длительная практика естественно-научных исследований позволяет не
сомневаться в справедливости постулата времени в пределах той точности, которая
достигнута в данный момент времени.
При
создании классической механики около 300 лет назад И. Ньютон ввел понятие
абсолютного, или истинного, математического времени, которое течет всегда и
везде равномерно, и относительного времени как меры продолжительности,
употребляемой в обыденной жизни и означающей определенный интервал времени:
час, день, месяц и т. д.
В
современном представлении время всегда относительно. Из теории
относительности следует, что при скорости, близкой к скорости света в вакууме,
время замедляется — происходит релятивистское замедление времени, и что
сильное поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени. В
обычных земных условиях такие эффекты чрезвычайно малы.
Важнейшее
свойство времени заключается в его необратимости. Прошлое во всех
деталях и подробностях нельзя воспроизвести в реальной жизни — прошлое
забывается. Необратимость времени обусловлена сложным взаимодействием множества
природных систем, в том числе атомов и молекул, и символически обозначается стрелой
времени, «летящей» всегда 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 трехмерно, т. е. имеет три измерения. В трехмерном
пространстве существуют атомы и планетные системы, выполняются фундаментальные
законы природы. Однако выдвигаются гипотезы, согласно которым пространство
нашей Вселенной имеет много измерений, хотя из них наши органы чувств способны
ощущать только три.
Первые
представления о пространстве возникли из очевидного существования в природе
твердых тел, занимающих определенный объем. Исходя из него, можно дать
определение: пространство выражает порядок сосуществования
физических тел. Завершенная теория пространства — геометрия Евклида — создана
более 2000 лет назад и до сих пор считается образцом научной теории.
По
аналогии с абсолютным временем И. Ньютон ввел понятие абсолютного пространства,
которое существует независимо от находящихся в нем физических объектов и может
быть совершенно пустым, являясь как бы мировой ареной, где разыгрываются
физические процессы. Свойства пространства определяются геометрией Евклида.
Именно такое представление о пространстве лежит в основе практической
деятельности людей. Однако пустое пространство идеально, в то время как
реальный окружающий нас мир заполнен различными материальными объектами.
Идеальное пространство без материальных объектов лишено смысла даже, например,
при описании механического движения тела, для которого необходимо указать
другое тело в качестве системы отсчета. Механическое движение тел относительно.
Абсолютного движения, как и абсолютного покоя тел, в природе не существует. Пространство,
как и время, относительно.
Специальная
теория относительности объединила пространство и время в единый континуум пространство
— время. Основанием для такого объединения служит принцип относительности и
постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материальных объектов —
скорости света в вакууме, примерно равной 300 000 км/с. Из данной теории
следует относительность одновременности двух событий, происшедших в разных
точках пространства, а также относительность измерений длин и интервалов времени,
произведенных в разных системах отсчета, движущихся относительно друг друга.
В
соответствии с общей теорией относительности свойства пространства — времени
зависят от наличия материальных объектов. Любой материальный объект искривляет
пространство, которое можно описать не геометрией Евклида, а сферической
геометрией Римана или гиперболической геометрией Лобачевского. Предполагается,
что вокруг массивного тела при очень большой плотности вещества искривление
становится настолько большим, что пространство — время как бы «замыкается»
локально само на себя, отделяя данное тело от остальной Вселенной и образуя
черную дыру, которая поглощает материальные объекты и электромагнитное
излучение. На поверхности черной дыры для внешнего наблюдения время как бы останавливается.
Предполагается, что в центре нашей Галактики находится огромная черная дыра.
Однако есть и другая точка зрения. Академик Российской академии наук A.A.
Логунов утверждает, что никакого искривления пространства — времени нет, а
происходит искривление траектории движения объектов, обусловленное изменением
гравитационного поля. По его мнению, наблюдаемое красное смещение в спектре
излучения отдаленных галактик можно 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.
2.
Концепция атомизма. Дискретность и непрерывность материи
Строение
материи интересует естествоиспытателей еще с античных времен. В Древней Греции
обсуждались две противоположные гипотезы строения материальных тел. Одну из них
предложил древнегреческий мыслитель Аристотель. Она заключается в том, что
вещество делится на более мелкие частицы и нет предела его делимости. По
существу, эта гипотеза означает непрерывность вещества. Другая гипотеза
выдвинута древнегреческим философом Левкиппом (V в. до н.э.) и развита его учеником Демокритом, а затем его
последователем философом-материалистом Эпикуром (ок. 341—270 до н.э.). В ней
предполагалось, что вещество состоит из мельчайших частиц — атомов. Это и есть концепция
атомизма — концепция дискретного квантового строения материи. По
Демокриту, в природе существуют только атомы и пустота. Атомы — неделимые,
вечные, неразрушимые элементы материи.
Реальность
существования атомов вплоть до конца XIX в. подвергалась сомнению. В то время объяснения многих результатов
химических реакций не нуждались в понятии атома. Для них, как и для
количественного описания движения частиц, вводилось другое понятие — молекула.
Существование молекул экспериментально доказано французским физиком Жаном
Перреном (1870— 1942) при наблюдении броуновского движения. Молекула
— наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими
свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями.
Число атомов в молекуле — от двух (Н2, О2, HF, KCl и др.) до сотен, тысяч и миллионов
(витамины, гормоны, белки, нуклеиновые кислоты).
Неделимость
атома как составной части молекулы долгое время не вызывала сомнений. Однако к
началу XX в. физические опыты показали, что
атомы состоят из более мелких частиц. Так, в 1897 г. английский физик Д. Томсон
(1856 — 1940) открыл электрон — составную часть атома. В следующем году он
определил отношение его заряда к массе, а в 1903 г. предложил одну из первых
моделей атома.
Атомы
химических элементов по сравнению с наблюдаемыми телами очень малы: их размер —
от 10-10 до 10-9 м, а масса — 10-27—
10-25 кг. Они имеют сложную структуру и состоят из ядер и
электронов. В результате дальнейших исследований выяснилось, что и ядра атомов
состоят из протонов и нейтронов, т. е. имеют дискретное строение. Это означает,
что концепция атомизма для ядер характеризует структуру материи на ее нуклонном
уровне.
В
настоящее время принято считать, что не только вещество, но и другие виды
материи — физическое поле и физический вакуум — имеют дискретную структуру.
Даже пространство и время, согласно квантовой теории поля, в сверхмалых
масштабах образуют хаотически меняющуюся пространственно-временную среду с
ячейками размером 10-35 м и временем 10-43 с. Квантовые
ячейки настолько малы, что их можно не учитывать при описании свойств атомов,
нуклонов и т. п., считая пространство и время непрерывными.
Основной
вид материи — вещество, находящееся в твердом и жидком состояниях, —
воспринимается обычно как непрерывная, сплошная среда. Для анализа и описания
свойств такого вещества в большинстве случаев учитывается только его
непрерывность. Однако то же вещество при объяснении тепловых явлений,
химических связей, электромагнитного излучения и т. п., рассматривается как
дискретная среда, состоящая из взаимодействующих между собой атомов и молекул.
Дискретность
и непрерывность присущи и для другого вида материи — физического поля.
Гравитационное, электрическое, магнитное и другие поля при решении многих
физических задач принято считать непрерывными. Однако в квантовой теории поля
предполагается, что физические поля дискретны.
Для
одних и тех же видов материи характерна и непрерывность, и дискретность. Для
классического описания природных явлений и свойств материальных объектов
достаточно учитывать непрерывные свойства материи, а для характеристики
различных микропроцессов — ее дискретные свойства. Непрерывность и
дискретность — неотъемлемые свойства материи.
Заключение
В
основе всех естественнонаучных дисциплин лежит понятие материи, законы
движения и изменения которой изучаются.
Неотъемлемым
атрибутом материи является ее движение, как форма существования материи, ее
важнейший атрибут. Движение в самом общем виде - это всякое изменение вообще.
Движение материи абсолютно, тогда как всякий покой относителен.
Современные ученые -
физики опpовеpгли представление о пpостpанстве как о пустоте, и о
времени, как о едином для Вселенной.
Благодаря
своей теории относительности Эйнштейн показал, что время и пpостpанство
существуют не сами по себе, а находятся в тесной взаимосвязи, теряя свою
самостоятельность и выступая при этом как стороны единого целого.
Весь опыт
человечества, в том числе данные научных исследований, говорит о том, что
нет вечных предметов, процессов и явлений. Даже небесные тела, существующие
миллиарды лет, имеют начало и конец, возникают и гибнут. Ведь, погибая или
pазpушаясь, предметы не исчезают бесследно, а пpевpащаются в другие
предметы и явления. Цитата из идей Бердяева подтверждает это: «...Но для
философии, существовавшее время, прежде всего, а затем и пpостpанство, есть
порождение событий, актов в глубине бытия, до всякой объективности.
Первичный акт не предполагает ни времени, ни пpостpанства, он порождает время и
пpостpанство». Материя вечна, несотвоpима и неучтожима. Она существовала всегда
и везде, всегда и везде будет существовать.
Список
литературы
1.
Большаков А.В.,
Грехнев В.С., Добрынина В.И. Основы философских знаний.- М.: Общество “Знание”
России, 1997.
2.
Карпенков С. Х.
Современное естествознание.- М.: Академический проект, 2003.
3.
Карпенков С. Х.
Концепции современного естествознания.- М.: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997.
4.
Концепции
современного естествознания.- СПб.: Питер, 2008.
5.
Концепции
современного естествознания/ Под ред. В. Н. Лавриненко. – М.: Культура и спорт,
ЮНИТИ, 1997.
6.
Современное
естествознание: Энциклопедия: В 10 т. – М.: Издательский дом МАГИСТР-ПРЕСС,
2000.- Т.1. – Физическая химия.
7.
Философское
понимание мира/ Под ред. В.В. Терентьева. – М.: МИИТ, 1994.