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 естественнонаучные представле­ния о структуре материи — относительны, изменчивы по мере раз­вития науки.

Современные 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 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 5 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, поддерживает-

ся за счет быстрого обмена между ними пимезонами. Электроны удерживаются на своих орбитах благодаря притяжению противопо­ложных зарядов электрона и протона, а также за счет своеобразно¹-го обмена с ядром фотонами: таким образом компенсируются цен­тробежные силы. Все элементарные частицы обладают корпуску-лярно-волновыми свойствами.

Каждой элементарной частице соответствует античастица: элек­трону — позитрон (положительный электрон), нейтрону — антиней­трон и т. п. Античастица отличается от частицы либо спином (на­правлением вращения), 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.

Уровнями неживой природы являются:

• субмикроэлементарный (кварки, глюоны, суперструны — мель-

чайшие единицы материи, меньшие, чем атом);

• микроэлементарный (адроны, состоящие из кварков, электро-

ны);

• 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;

• уровень многоклеточных организмов;

• уровень видов;

• уровень популяций;

• биоценозы;

• уровень биосферы в целом;

• уровень ноосферы (преобразованная с помощью труда и ра-

зума человека часть биосферы).

К уровняй социума, общества относятся:

• отдельный человек;

• семья;

• группа;

• коллективы разных уровней;

• социальные группы (классы, страты);

• этносы, народы;

• 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.

Движение и его основные формы

Категория «движение» - одна из старейших в философии. Это связано с тем, что сам факт движения всегда был очевиден: двига­лись предметы вокруг человека, двигался сам человек. Так древний

философ Гераклит сформулировал вывод: «нельзя дважды войти в одну и ту же реку», смысл которого в том, что все течет, все изменяется. Поэтому в философии под движением принято пони­мать всякое изменение вообще, из чего следует, что движение — неотъемлемое свойство бытия и атрибут материи.

Каждому структурному уровню материи присуща своя форма движения. Движение есть следствие взаимодействия вещей, явле­ний между собой: взаимодействие объектов неизменно вызывают изменения в каждом из них. Выделяются:

• механическое движение;

• физическое движение;

• химическое движение;

• биологическое движение;

• социальное движение. Движение материи:

• возникает из самой материи (из заложенных в ней противо­положностей, их единства и борьбы);

• всеобъемлюще (движется все: отталкиваются и притягивают­ся атомы, микрочастицы; идет постоянная работа живых орга­низмов — работает сердце, система пищеварения, осуществ­ляются физические процессы, химические процессы, движут­ся живые организмы, движутся реки, осуществляется круго­ворот веществ в природе, постоянно развивается общество. Земля, другие небесные тела движутся вокруг своей оси и вокруг Солнца (звезд); звездные системы движутся в галакти­ках, галактики — во Вселенной. В обществе тоже наблюда­ются изменения на всех его уровнях: даже мышление чело­века представляет собой движение мысли);

• постоянно (существует всегда; прекращение одних форм дви-

жения замещается возникновением новых форм движения).

То общее, что присуще всем формам движения, есть не что иное, как изменение, понимаемое в самом широком смысле этого слова.

Движение - единственный способ существования материи, ее атрибутивное качество.

Выделяют два типа движения, характеризующие направленность изменений:

1 — от низшего к высшему, то есть прогресс (рост, познание);

2 — от высшего к низшему, то есть регресс (старение, смерт распад).

Эти типы движения взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Взаимосвязь форм движения материи такова, что каждая более высокая форма движения предполагает все низшие, но не сводится к этим «подчиненным» формам, например, социальные закономер­ности не сводятся к биологическим или физико-химическим зако­номерностям, хотя человек одновременно подчиняется и социальным, и биологическим, и физико-химическим закономерностям.

Существует зависимость между двумя свойствами материи — мас­сой тела, которая характеризует меру инерции, устойчивости, и энер­гией, выражающей меру материального движения, изменяемости.

Принцип сохранения материи и движения является наиболее фундаментальным свойством материи: материя и движение несо-творимы и неуничтожимы, они лишь способны превращаться из од­ной формы в другую при строгом соблюдении законов сохранения массы, энергии, импульса и других свойств микрочастиц.

Движение также может быть:

• количественным — перенос материи и энергии в простран­стве;

• качественным — изменение самой материи, перестройка внут-

ренней структуры и возникновение новых материальных объектов и их новых качеств. Качественное движение (самоизменение материи) делится на:

• динамическое;

• популяционное.

Динамическое движение — изменение содержания в рамках старой формы, раскрытие потенциала прежних материальных форм.

Популяционное движение - кардинальное изменение структу­ры объекта, которое приводит к созданию (возникновению) совер­шенно нового объекта, переходу от одной формы материи к дру­гой. Популяционное движение-изменение может происходить как эволюционно, так и «эмержментно» (путем «взрыва»).

Материя имеет способность к самоорганизации — созданию, совершенствованию, воспроизводству самой себя без участия внеш­них сил.