Більшу частину нашого світу ми не можемо поспостерігати – 95% маси Всесвіту становлять темна матерія та темна енергія. З чого складається темна матерія, поки не ясно - проте є припущення, що це можуть бути аксіони, елементарні частинки, які відповідають за дотримання тимчасової симетрії.

Для людської свідомості минуле та майбутнє - протилежні виміри: про перше ми пам'ятаємо, друге ми очікуємо. Кіно, запущене з фіналу, видається нам нереалістичним. Наша спрямована від минулого до майбутнього.

Здається, що напрямок часу непорушний. Але якби ми зняли фільм про субатомні частки, ми б виявили, що його відбита версія цілком точно відображає реальність. Фундаментальні закони фізики , за деякими винятками, виконуються у напрямі часу: стріла часу їм оборотна.

Якщо дотримуватися законів формальної логіки, звернення часу має докорінно змінювати фізичні закони. Але насправді це не так. Щоб описати це, фізики використовують терміни «Т-інваріантність» або «Т-симетрія».

На відміну від фундаментальних законів фізики, наше повсякденне життя порушує Т-інваріантність. Ця кричуща невідповідність призводить до питання: чому реальний світ «Т-асиметричний»? Чи можливе існування деяких створінь, які молодшають, поки ми старіємо? І чи можемо ми за допомогою якогось фізичного процесу повернути час назад?

На жаль, дати точної відповіді наука поки що не може. Проте ми можемо припустити, чому взагалі існує Т-симетрія. Сучасна версія глибша і складніша, ніж припущення 50-річної давності, але і в ній є лазівка. І якщо наука з нею розбереться, можливо ми зможемо зрозуміти сутність темної матерії – невидимої частини речовини Всесвіту. Але про темну матерію трохи пізніше.

Історія вивчення Т-симетрії розпочалася 1956 року. На той час вчені Т.Д. Лі та С.М. Янг думали над існуванням П-інваріантності, просторового аналога Т-симетрії. Якби П-інваріантність існувала, то події могли б відбиватися як у дзеркалі. Проте результати експериментів Лі та Янга показали, що П-інваріантність проявляється лише для гравітаційних, електромагнітних та сильних взаємодій. Для слабких взаємодій її немає.

Тоді фізики перейшли від просторової симетрії до часу о́й. Існування Т-інваріантності деякий час було аксіомою - поки в 1964 група вчених під керівництвом Джеймса Кроніна і Валентини Фітч не виявила слабкий ефект в розпаді К-мезонів, який порушує симетрію часу. Це відкриття схвилювало фізиків: як Т-симетрія може бути одночасно точною та приблизною? Цю проблему вирішили Макото Кобаясі та Тосіхіде Маскава. У 1973 році вони припустили, що приблизна Т-інваріантність - лише випадкове наслідок інших, глибших принципів.

На той час нариси Стандартної моделі фізики елементарних частинок зросли потужну, емпірично успішну теоретичну основу. У її основу лягла теорія відносності, квантова механіка та математичне правило однаковості. Але поєднати ці ідеї було складно: разом вони обмежують можливості базових взаємодій.

Кобаясі та Маскава заявили: якби фізика обмежувалася двома відомими на той момент сімействами частинок, кварками та лептонами, то всі взаємодії підкорялися б Т-симетрії. Але відкриття Кроніна та Фітч пролило світло на існування третьої групи частинок, які порушують Т-симетрію. Згодом ці частки справді знайшли.

Проте історія на цьому не закінчується. У гіпотезі Кобаясі та Маскави знайшлася лазівка. Джерард т’Хоофт виявив новий вид взаємодії, що порушує Т-симетрію – і це стало сюрпризом для фізиків-теоретиків. Порушення Т-симетрії у разі було очевидним, ніж в Кроніна і Фітч. Втім, природа завзято ігнорує цю лазівку - Т-інваріантність суворо дотримується.

Лише одне пояснення непорушності Т-симетрії пройшло перевірку часом. Це ідея Роберто Печчеї та Хелен Квін про розширення Стандартної моделі через нейтралізуюче поле, поведінка якого особливо чутлива до нової взаємодії т'Хоофта. Якщо є нова взаємодія, нейтралізуюче поле підлаштовує власну величину, щоб компенсувати вплив цієї взаємодії. Таке поле, що нейтралізує, виходить, закриває нашу лазівку. Частинки, що виробляються нейтралізуючим полем, назвали аксіонами.

Згідно з теорією, аксіони - це дуже легкі частки, що живуть довго, які слабо взаємодіють з матерією. Але ми не знаємо нічого про їхню масу: вона знаходиться у великому проміжку значень. Та ж проблема була з іншими частинками: бозоном Хіггса, зачарованим кварком і топ-кварком - до виявлення кожної з цих частинок, теорія передбачила всі властивості, крім значення маси. Виявилося, що сила взаємодії аксіону пропорційна його масі. Тому в міру зменшення значення маси аксіону він стає все більш невловимим.

Раніше фізики були зосереджені на моделях, у яких аксіон був тісно пов'язаний із бозоном Хіггса. Далі з'явилося припущення, що маса аксіону має бути близько 10 кеВ – одна п'ятдесята маси електрона. Більшість експериментів, про які ми сказали раніше, шукали саме такий аксіон – проте з'ясувалося, що таких аксіонів не існує. Тому вчені вирішили перейти на набагато менші значення мас аксіонів.

Такі аксіони мали удосталь вироблятися протягом перших моментів Великого вибуху. Якщо аксіони справді існують, вони повинні заповнювати Всесвіт як так званої аксіонної рідини. І ця рідина повинна впливати на загальну густину маси Всесвіту, оскільки аксіони мають масу. Маса аксіонів, згідно з підрахунками, приблизно дорівнює масі темної матерії - по суті, загадкова субстанція, що заповнює 22% Всесвіту, може складатися з цих гіпотетичних частинок.

Експериментальний пошук аксіонів продовжується на кількох фронтах. Два з найбільш перспективних експериментів націлені на пошук аксіонної рідини. Один з них, ADMX (Axion Dark Matter eXperiment), використовує спеціальні надчутливі антени для перетворення фонових аксіонів на електромагнітні імпульси. Інший, CASPEr (Cosmic Axion Spin Precession Experiment), шукає крихітних коливань у русі ядерних спинів, які можуть бути спричинені аксіонною рідиною. Крім того, ці складні експерименти обіцяють покрити майже весь діапазон можливих мас аксіону. Можливо, якщо ці експерименти доведуть існування аксіонів, ми зрозуміємо, з чого складається темна матерія.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru

1. Введення

2. Про поняття «матерія». Становлення та розвиток загальних уявлень про матерію

2.2 Матерія у філософії

2.3 Матерія у фізиці

3. Основні види матерії

4. Властивості та атрибути матерії

5. Форми руху матерії

6. Структурні рівні організації матерії

Висновок

Література

1. ВВЕДЕННЯ

Проблема визначення сутності матерії дуже складна. Складність полягає у високому ступені абстрактності самого поняття матерії, а також у різноманітті різних матеріальних об'єктів, форм матерії, її властивостей та взаємообумовленостей.

Звертаючи увагу на навколишній світ, бачимо сукупність різноманітних предметів, речей. Ці предмети мають різні властивості. Одні мають великі розміри, інші - менші, одні прості, інші - складніші, одні осягаються досить повно безпосередньо чуттєвим чином, для проникнення сутність інших необхідна абстрагуюча діяльність нашого розуму. Відрізняються ці предмети і за силою свого на наші органи почуттів.

Однак при всій своїй численності та різноманітності найрізноманітніші предмети навколишнього світу мають один спільний, якщо так можна висловитися, знаменник, що дозволяє об'єднати їх поняттям матерії. Це є незалежність всього різноманіття предметів від свідомості людей. У той самий час це загальне у бутті різних матеріальних утворень є причиною єдності світу. Однак помітити загальне в різних предметах, явищах, процесах - завдання далеко не проста. Для цього потрібна певна система знань, що склалися, і розвинена здатність до абстрагуючої діяльності людського розуму. Оскільки знання є продукт набутий, причому накопичуваний поступово, протягом тривалого часу, багато судження людей про природі і суспільстві спочатку носили дуже невиразний, наближений, а часом і просто невірний характер. Повною мірою це стосується і визначення категорії матерії.

2. ПРО ПОНЯТТЯ «МАТЕРІЯ». СТАНОВЛЕННЯ І РОЗВИТОК ЗАГАЛЬНИХ УЯВ ПРО МАТЕРІЮ

2.1 Становлення та розвиток загальних уявлень про матерію

Найшвидший аналіз уявлень древніх вчених про матерію показує, що вони за духом своєму були матеріалістичними, але загальним їх недоліком було, по-перше, зведення поняття матерії якогось конкретному виду речовини чи ряду речовин. А по-друге, визнання матерії як будівельний матеріал, якоїсь первинної незмінної субстанції автоматично виключало вихід за межі наявних про неї уявлень. Тим самим конкретним видом речовини з властивими йому властивостями обмежувалося подальше пізнання, проникнення в сутність матерії. Все ж таки великою заслугою древніх матеріалістів було вигнання уявлень про бога-творця і визнання взаємозв'язку матерії та руху, а також вічності їхнього існування.

Помітний слід у розвитку вчення про матерію залишили мислителі Стародавньої Греції Левкіпп і особливо Демокріт – родоначальники атомістичного вчення про навколишній світ. Вони вперше висловили думку, що всі предмети складаються з найдрібніших неподільних частинок - атомів. Первинна субстанція - атоми рухаються в порожнечі, і їх різні поєднання суть ті чи інші матеріальні утворення. Знищення речей, за Демокрітом, означає лише їхнє розкладання на атоми. У понятті атома міститься щось спільне, властиве різним тілам.

Дуже важливу спробу дати визначення матерії зробив французький матеріаліст XVIII століття Гольбах, який у роботі "Система природи" писав, що "стосовно нас матерія взагалі є все те, що впливає якимось чином на наші почуття".

Тут бачимо прагнення виділити те спільне у різних формах матерії, саме: що вони викликають ми відчуття. У цьому визначенні Гольбах вже відволікається від конкретних властивостей предметів і дає уявлення про матерію як абстракцію. Водночас визначення Гольбаха було обмеженим. Воно не розкривало остаточно сутності всього те, що впливає наші органи почуттів, воно не розкривало специфіки те, що може впливати на наші почуття. Ця незавершеність запропонованого Гольбахом визначення матерії створювала можливості як матеріалістичної, і ідеалістичної її трактування.

Наприкінці ХІХ століття природознавство, зокрема фізика, досягло досить високого рівня свого розвитку. Було відкрито загальні і, здавалося, непорушні принципи будови світу. Було відкрито клітину, сформульовано закон збереження та перетворення енергії, встановлений Дарвіним еволюційний шлях розвитку живої природи, Менделєєвим створено періодичну систему елементів. Основою буття всіх людей, предметів визнавали атоми - дрібні, з погляду на той час, неподільні частки речовини. Поняття матерії ототожнювалося, таким чином, з поняттям речовини, маса характеризувалася мірою кількості речовини або мірою кількості матерії. Матерія розглядалася поза зв'язком із простором і часом. Завдяки роботам Фарадея, а потім Максвелла, були встановлені закони руху електромагнітного поля та електромагнітна природа світла. У цьому поширення електромагнітних хвиль пов'язувалося з механічними коливаннями гіпотетичного середовища - ефіру. Фізики із задоволенням відзначали: нарешті, картина світу створена, навколишні явища укладаються в накреслені їм рамки.

На благополучному, здавалося, фоні "стрункою теорії" раптом була ціла серія незрозумілих у рамках класичної фізики наукових відкриттів. У 1896 р. було відкрито рентгенівські промені. У 1896 р. Беккерель випадково виявив радіоактивність урану, цього ж подружжя Кюрі відкриває радій. Томсоном 1897 р. відкрито електрон, а 1901 р. Кауфманом показано мінливість маси електрона за його русі в електромагнітному полі. Наш співвітчизник Лебедєв виявляє світловий тиск, тим самим остаточно утверджуючи матеріальність електромагнітного поля. На початку ХХ століття Планком, Лоренцом, Пуанкаре та ін закладаються основи квантової механіки, і, нарешті, 1905р. Ейнштейном створюється спеціальна теорія відносності.

Багато фізиків того періоду, що мислять метафізично, не змогли зрозуміти суті цих відкриттів. Віра у непорушність основних принципів класичної фізики призвела їх до скочування з матеріалістичних позицій у бік ідеалізму. Логіка їхніх міркувань була такою. Атом - найдрібніша частка речовини. Атом має властивості неподільності, непроникності, сталості маси, нейтральності щодо заряду. І раптом виявляється, що атом розпадається на якісь частки, які за своїми властивостями протилежні властивостям атома. Так, наприклад, електрон має мінливу масу, заряд тощо. Ця корінна відмінність властивостей електрона та атома призвела до думки, що електрон нематеріальний. Оскільки з поняттям атома, речовини ототожнювалося поняття матерії, а атом зникав, то звідси випливав висновок: " матерія зникла " . З іншого боку, мінливість маси електрона, під якою розумілася кількість речовини, почала трактуватися як перетворення матерії на "ніщо". Таким чином, руйнувався один із найголовніших принципів матеріалізму - принцип незнищеності та несотворимості матерії.

Діалектико-матеріалістичне визначення матерії спрямоване проти ототожнення поняття матерії з її конкретними видами та властивостями. Тим самим воно допускає можливість існування, а значить, і відкриття у майбутньому нових невідомих, "дивовижних" видів матерії. Слід сказати, що в останні роки фізики та філософи все наполегливіше передбачають таку можливість.

2.2 Матерія у філософії

Матерія у філософії (від лат. materia – речовина) – філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від них (об'єктивно).

Матерія є узагальненням поняття матеріального та ідеального, внаслідок їх відносності. Тоді як термін «реальність» має гносіологічний відтінок, термін «матерія» носить онтологічний відтінок.

Поняття матерії є одним із фундаментальних понять матеріалізму і зокрема такого поняття у філософії, як діалектичний матеріалізм.

2.3 Матерія у фізиці

Матерія у фізиці (від латів. materia - речовина) - фундаментальне фізичне поняття, пов'язане з будь-якими об'єктами, що існують у природі, про які можна судити завдяки відчуттям.

Фізика описує матерію як щось, що існує у просторі та в часі; або як щось, що саме задає характеристики простору і часу.

Зміни у часі, що відбуваються з різними формами матерії, складають фізичні явища. Основним завданням фізики є опис властивостей тих чи інших видів матерії.

3. ОСНОВНІ ВИДИ МАТЕРІЇ

У сучасному природознавстві розрізняють три види матерії:

Речовина - основний вид матерії, що має масу. До речових об'єктів відносяться елементарні частинки, атоми, молекули, численні матеріальні об'єкти, що утворилися з них. У хімії речовини поділяються на прості (з атомами одного хімічного елемента) та складні (хімічні сполуки). властивості речовини залежать від зовнішніх умов та інтенсивності взаємодії атомів та молекул. Це і зумовлює різні агрегатні стани речовини (твердий, рідкий, газоподібний + плазма за порівняно високої температури) перехід речовини з одного стану в інший можна розглянути як один із видів руху матерії.

Фізичне поле - особливий вид матерії, який забезпечує фізичну взаємодію матеріальних об'єктів та систем.

Фізичні поля:

Електромагнітне та гравітаційне

Поле ядерних сил

Хвильові (квантові) поля

Джерело фізичних полів - елементарні частки. Напрямок для електромагнітного поля - джерело, заряджені частинки

Фізичні поля, які утворюються частинками переносять взаємодію між цими частинками з кінцевою швидкістю.

Квантові теорії - взаємодія обумовлена ​​обміном квантами поля між частинками.

Фізичний вакуум - нижчий енергетичний стан квантового поля. Цей термін введений у квантовій теорії поля для пояснення деяких мікропроцесів.

Середня кількість частинок (квантів поля) вакуумі дорівнює нулю, проте в ньому можуть народжуватися віртуальні частинки, тобто частки в проміжному стані, що існують короткий час. Віртуальні частки впливають фізичні процеси.

Вважають, що як речовина, а й полі і вакуум мають дискретну структуру. Згідно з квантовою теорією поле, простір і час у дуже малих масштабах утворюють просторово-тимчасове середовище з осередками. Квантові осередки настільки малі (10-35-10-33), що їх можна не враховувати при описі властивостей електромагнітних частинок, вважаючи простір і час безперервними.

Речовина сприймається як безперервне суцільне середовище. для аналізу та опису властивостей такої речовини в більшості випадків враховується лише її безперервність. Однак, та ж речовина при поясненні теплових явищ, хімічних зв'язків, електромагнітних випромінювань розглядається як дискретне середовище, що складається з атомів і молекул, що взаємодіють між собою.

Дискретність та безперервність притаманні фізичному полю, але при вирішенні багатьох фізичних завдань прийнято вважати гравітаційне, електромагнітне та інші поля безперервними. Однак у квантової теорії поля передбачається, що фізичні поля дискретні, отже, для тих самих видів матерії характерна перервність і безперервність.

Для класичного опису природних явищ досить враховувати безперервні властивості матерії, а характеристики різних мікропроцесів - дискретні.

4. ВЛАСТИВОСТІ ТА АТРИБУТИ МАТЕРІЇ

Атрибутами матерії, загальними формами її буття є рух, простірі час, які не існують поза матерією. Так само не може бути і матеріальних об'єктів, які не мали б просторово-часових властивостей.

Фрідріх Енгельс виділив п'ять форм руху матерії:

фізична;

хімічна;

біологічна;

соціальна;

механічна.

Універсальними властивостями матерії є:

неутворюваність і незнищеність

вічність існування у часі та нескінченність у просторі

матерії завжди притаманні рух і зміна, саморозвиток, перетворення одних станів на інші

детермінованістьвсіх явищ

причинність- залежність явищ і предметів від структурних зв'язків у матеріальних системах і зовнішніх впливів, від причин і умов, що їх породжують

відображення- проявляється у всіх процесах, але залежить від структури взаємодіючих систем та характеру зовнішніх впливів. Історичний розвиток якості відображення призводить до появи вищої його форми - абстрактного мислення.

Універсальні закони існування та розвитку матерії:

Закон єдності та боротьби протилежностей

Закон переходу кількісних змін до якісних

Закон заперечення заперечення

Вивчаючи властивості матерії, можна побачити їх нерозривний діалектичну взаємозв'язок. Одні властивості взаємообумовлюють інші властивості.

Матерія має і складну структурну будову. На основі досягнень сучасної науки ми можемо вказати деякі її види та структурні рівні.

Відомо, що до кінця ХІХ ст. природознавство не йшло далі за молекули і атоми. З відкриттям радіоактивності електронів почався прорив фізики у глибші області матерії. Причому, підкреслимо ще раз, принципово новою при цьому є відмова від абсолютизації якихось першоцеглинок, незмінної сутності речей. Нині фізикою відкрито безліч різних елементарних частинок. Виявилося, що кожна частка має свій антипод - античастинку, що має з нею однакову масу, але протилежний заряд, спин і т.д. Нейтральні частинки також мають античастинки, що відрізняються протилежністю спина та інших характеристик. Частинки та античастинки, взаємодіючи, "анігілюють", тобто. зникають, перетворюючись на інші частки. Наприклад, електрон і позитрон, анігілюючи, перетворюються на два фотони.

Симетричність елементарних частинок дозволяє висловити припущення про можливість існування антисвіту, що складається з античасток, антиатомів та антиречовини. Причому всі закони, які діють в антисвіті, мають бути аналогічними до законів нашого світу.

Загальна кількість частинок, включаючи і так звані "резонанси", тимчасовий проміжок життя якої надзвичайно малий, досягає зараз приблизно цифри 300. Передбачається існування гіпотетичних частинок - кварків, які мають дробовий заряд. Кварки поки що не відкриті, але без них неможливо задовільно пояснити деякі квантово-механічні явища. Ймовірно, що у недалекому майбутньому це теоретичне передбачення знайде експериментальне підтвердження.

Систематизуючи відомі відомості про будову матерії, можна зазначити її структурну картину.

По-перше, слід виділити три основні види матерії, до яких належать: речовина, антиречовина та поле. Відомі електромагнітні, гравітаційні, електронні, мезонні та ін. Поля. Взагалі, з кожною елементарною часткою пов'язане відповідне їй поле. До речовини відносяться елементарні частки (виключаючи фотони), атоми, молекули, макро-і мегатела, тобто. все те, що має багато спокою.

Усі зазначені види матерії діалектично взаємопов'язані між собою. Ілюстрацією цього є відкриття у 1922 р. Луї де Бройлем двоїстого характеру елементарних частинок, які в одних умовах виявляють свою корпускулярну природу, а в інших – хвильові якості.

По-друге, у загальному вигляді можна виділити такі структурні рівні матерії:

1. Елементарні частинки та поля.

2. Атомно-молекулярний рівень.

3. Всі макротіла, рідини та гази.

4. Космічні об'єкти: галактики, зоряні асоціації, туманності тощо.

5. Біологічний рівень, живу природу.

6. Соціальний рівень – суспільство.

Кожен структурний рівень матерії у своєму русі, розвитку підпорядковується своїм специфічним законам. Так, наприклад, на першому структурному рівні властивості елементарних частинок і полів описуються законами квантової фізики, які мають імовірнісний, статистичний характер. Свої закони діють у живій природі. За особливими законами функціонує суспільство. Є цілий ряд законів, що діють на всіх структурних рівнях матерії (закони діалектики, закон всесвітнього тяжіння та ін.), Що є одним із свідчень нерозривного взаємозв'язку всіх цих рівнів.

Кожен більш високий рівень матерії включає нижчі її рівні. Наприклад, атоми і молекули включають елементарні частинки, макротіла складаються з елементарних частинок, атомів і молекул. Проте матеріальні освіти більш рівні не є просто механічної сумою елементів нижчого рівня. Це якісно нові матеріальні освіти, з властивостями, що докорінно відрізняються від простої суми властивостей складових елементів, що і знаходить своє вираження у специфіці законів, що їх описують. Відомо, що атом, що складається з різнорідно заряджених частинок, є нейтральним. Або класичний приклад. Кисень підтримує горіння, водень горить, а вода, молекули якої складаються з кисню та водню, гасить вогонь. Далі. Суспільство є сукупність окремих людей – біосоціальних істот. Разом з тим суспільство не зводиться ні до окремої людини, ні до деякої суми людей.

По-третє, виходячи з наведеної вище класифікації, можна виділити три різні сфери матерії: неживу, живу та соціально-організовану - суспільство. Вище ми розглядали ці галузі в іншій площині. Справа в тому, що будь-яка класифікація відносна, а тому в залежності від потреб пізнання можна давати різну класифікацію рівнів, сфер і т.д., що відображають складну, багатогранну структуру матерії. Наголосимо, що обране те чи інше підставу класифікації є лише відбиток різноманіття самої об'єктивної реальності. Можна виділити мікро-, макро- та мегасвіт. Цим класифікація структури матерії не вичерпується, можливі інші підходи до неї.

5. ФОРМИ РУХУ МАТЕРІЇ

матерія буття рух

Форми руху матерії - основні типи руху та взаємодії матеріальних об'єктів, що виражають їх цілісні зміни. Кожному тілу притаманне не одна, а низка форм матеріального руху. У сучасній науці виділяються три основні групи, які у свою чергу мають безліч своїх специфічних форм руху:

у неорганічній природі,

просторове переміщення;

рух елементарних частинок і полів - електромагнітні, гравітаційні, сильні та слабкі взаємодії, процеси перетворення елементарних частинок та ін;

рух і перетворення атомів і молекул, що включає хімічні реакції;

зміни у структурі макроскопічних тіл - теплові процеси, зміна агрегатних станів, звукові коливання та інше;

геологічні процеси;

зміна космічних систем різних розмірів: планет, зірок, галактик та їх скупчень;

в живій природі,

обмін речовин,

саморегуляція, управління та відтворення в біоценозах та інших екологічних системах;

взаємодія всієї біосфери із природними системами Землі;

внутрішньоорганізмові біологічні процеси, створені задля забезпечення збереження організмів, підтримку стабільності внутрішнього середовища у мінливих умовах існування;

надорганізмові процеси виражають відносини між представниками різних видів в екосистемах та визначають їх чисельність, зону поширення ( ареал) та еволюцію;

у суспільстві,

різноманітні прояви свідомої діяльності;

всі вищі форми відображення та цілеспрямованого перетворення дійсності.

Більш високі форми руху матерії історично виникають на основі відносно нижчих і включають їх у перетвореному вигляді. Між ними існує єдність та взаємний вплив. Але вищі форми руху якісно відмінні від нижчих і не зведені до них. Розкриття матеріальних взаємин має значення для розуміння єдності світу, історичного розвитку матерії, для пізнання сутності складних явищ і практичного управління ними.

6. СТРУКТУРНІ РІВНІ ОРГАНІЗАЦІЇ МАТЕРІЇ

Структурні рівні матерії утворені з певної множини об'єктів будь-якого класу і характеризуються особливим типом взаємодії між складовими їх елементами.

Критерієм виділення різних структурних рівнів служать такі ознаки:

просторово-часові масштаби;

сукупність найважливіших властивостей;

специфічні закони руху;

ступінь відносної складності, що виникає в процесі історичного розвитку матерії у цій галузі світу;

деякі інші ознаки.

Мікро-, макро- та мегаміри

Відомі в даний час структурні рівні матерії можуть бути виділені за перерахованими вище ознаками в наступні області.

1. Мікросвіт. Сюди відносяться:

частинки елементарні та ядра атомів - область порядку 10-15 см;

атоми і молекули 10-8-10-7 см.

2. Макросвіт: макроскопічні тіла 10-6-107 см.

3. Мегасвіт: космічні системи та необмежені масштаби до 1028 см.

Різні рівні матерії характеризуються різними типами зв'язків.

У масштабах 10-13 см - сильні взаємодії, цілісність ядра забезпечується ядерними силами.

Цілісність атомів, молекул, макротіл забезпечують електромагнітні сили.

У космічних масштабах – гравітаційні сили.

Зі збільшенням розмірів об'єктів зменшується енергія взаємодії. Якщо прийняти енергію гравітаційної взаємодії за одиницю, то електромагнітна взаємодія в атомі буде в 1039 більше, а взаємодія між нуклонами - складовими ядро ​​частинками - в 1041 раз більше. Чим менші розміри матеріальних систем, тим паче міцно пов'язані між собою їх елементи.

Розподіл матерії на структурні рівні має відносний характер. У доступних просторово-часових масштабах структурність матерії проявляється у її системної організації, існуванні як безлічі ієрархічно взаємодіючих систем, починаючи від елементарних частинок і закінчуючи Метагалактикою.

Говорячи про структурність - внутрішню розчленованість матеріального буття, можна відзначити, що хоч би який був широкий діапазон світобачення науки, він тісно пов'язаний з виявленням нових і нових структурних утворень. Наприклад, якщо раніше погляд на Всесвіт замикався Галактикою, потім розширився до системи галактик, то тепер Метагалактика вивчається як особлива система зі специфічними законами, внутрішніми та зовнішніми взаємодіями.

7. ВИСНОВОК

В основі всіх природничих дисциплін лежить поняття матерії, закони руху та зміни якої вивчаються.

Невід'ємним атрибутом матері є її рух як форма існування матерії, її найважливіший атрибут. Рух у найзагальнішому вигляді - це будь-яка зміна взагалі. Рух матерії абсолютно, тоді як будь-який спокій відносний.

Сучасні вчені-фізики спростували уявлення про простір як про порожнечу, і про час, як про єдиний для Всесвіту.

Весь досвід людства, у тому числі дані наукових досліджень, говорить про те, що немає вічних предметів, процесів та явищ. Навіть небесні тіла, які існують мільярди років, мають початок і кінець, виникають і гинуть. Адже, гинучи чи руйнуючись, предмети не зникають безслідно, а перетворюються на інші предмети та явища. Цитата з ідей Бердяєва підтверджує це: «...Але для філософії, що існував час, перш за все, а потім і простір, є породження подій, актів у глибині буття до будь-якої об'єктивності. Первинний акт передбачає ні часу, ні простору, він породжує час і простір».

Матерія вічна, нездійсненна і незнищенна. Вона існувала завжди і скрізь, завжди і скрізь існуватиме.

ЛІТЕРАТУРА

1. Басаков М. І., Голубинцев В. О., Каждан А.Е. Концепція сучасного природознавства. ? Ростов н/Д: Фенікс, 1997. ? 448с.

2. Дубніщева Т.Я. Концепції сучасного природознавства. - 6-те вид., Випр. та дод. - М.: Видавничий центр «Академія», 2006. - 608 с.

3. Інтернет-ресурс «Вікіпедія» – www.wikipedia.org

4. Садохін А. П. Концепції сучасного природознавства: підручник для студентів вузів, які навчаються за гуманітарними спеціальностями та спеціальностями економіки та управління. ? М.: ЮНІТІ-ДАНА, 2006. ? 447с.

Розміщено на www.allbest.ru

Подібні документи

Проблема визначення сутності матерії, історія її вивчення античними та сучасними вченими. Характеристика діалектичного взаємозв'язку властивостей та структурних елементів матерії. Основні причини та форми руху матерії, їх якісна специфіка.

реферат, доданий 14.12.2011


Розуміння матерії як об'єктивної дійсності. Матерія історія філософії. рівні організації неживої природи. Будова матерії на біологічному та соціальному рівнях. Філософська категорія матерії та її фундаментальна роль у розумінні світу та людини.

реферат, доданий 06.05.2012


Матерія як філософське поняття. Рух, простір і час - загальні атрибути та основні способи існування матерії. Діалектика та сучасна проблематика матерії. Поняття матерії – результат узагальнення всіх понять про матеріальний світ.

реферат, доданий 05.06.2009


Дослідження основних принципів буття, його структури та закономірностей. Буття соціальне та ідеальне. Матерія як об'єктивна дійсність. Аналіз сучасних поглядів на властивості матерії. Класифікація форм руху матерії. Рівень живої природи.

презентація , доданий 16.09.2015


Комплексний аналіз формування та еволюції філософського поняття матерії. Загальна характеристика структури матерії, вивчення систематизації та оцінка загальних складових питань системності матерії. Філософські питання матеріальної єдності світу та природи.

курсова робота , доданий 08.01.2012


Поняття матерії як фундаментального поняття філософії та природознавства. Історія виникнення та розвитку даного поняття. Релігійно-ідеалістичне розуміння матерії у давньогрецькій філософії. Ленінське розуміння та визначення сутності матерії.

реферат, доданий 22.11.2009


Буття як універсальна категорія єдності світу. Проблема буття історія філософської думки. Матерія як фундаментальна категорія філософії. Основні властивості матерії. Методологічні принципи розробки класифікації форм руху матерії.

реферат, доданий 12.06.2012


Античні варіанти визначення матерії. Атомістична теорія будови природної речовини. Форми існування матерії. Простір та час як загальні форми буття матеріального світу. Особливості утворення просторово-часового континууму.

реферат, доданий 27.12.2009


Виникнення поняття "матерія" у філософії та науці. Система поглядів на навколишню дійсність. Простір та час як форми існування матерії. Атомістична модель світу. Проблема буття та становлення. Метафізичні уявлення.

контрольна робота , доданий 20.03.2009


Матерія як одне з фундаментальних понять філософії, уявлення про неї в різних філософських системах. Матеріалістичні уявлення (К. Маркса, Ф. Енгельса та В. Леніна) про будову матерії. Властивості, основні форми та способи її існування.

Матерія" - одне з фундаментальних понять філософії. Однак у різних філософських системах його зміст розуміється по-різному. Для ідеалістичної філософії, наприклад, характерно те, що вона або зовсім відкидає існування матерії або заперечує її об'єктивність. Так, видатний давньогрецький філософ Платон розглядає матерію Як проекцію світу ідей. Сама по собі матерія у Платона ніщо.

У послідовника Платона, Аристотеля, матерія теж є лише як можливість, що перетворюється на дійсність лише результаті з'єднання її з формою. Форми зрештою беруть свій початок від Бога.

У Г. Гегеля матерія проявляється в результаті діяльності абсолютної ідеї, абсолютного духу, саме абсолютний дух, ідея породжують матерію.

Матерія – філософська категорія для позначенняоб'єктивної дійсності, кіт. дана ч-ку у відчуттях його, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, що існує незалежно від них. У цьому вся визначенні виділено 2 ознаки матерії: 1) Визнання первинності матерії щодо свідомості (об'єктивність відчуття) 2) Визнання принципової пізнаваності світу. Ленін розмежовує філософське розуміння матерії та природничо знання про існуючий світ. Ленін сприяв подолання кризи у фізиці, пов'язаного з включенням принципу структурності матерії та подільності атомів у наукову картину світу.

МАТЕРІЯ (по Леніну) – є філософська категорія для позначенняоб'єктивної реальності, яка дана ч-ку у його відчуттях, яка копіюється, фотографується нашими почуттями, існуючи незалежно від них. Матерія – це субстанція нашого світу. Субстанція - субстрат (якась основа, носій) + його св-ва. Якщо раніше матерія ототожнювалася з атомом, нині відкрито електрон і матерія відносна, природа нескінченна.

Види матерії : 1) Речовина – вид матерії, має масу спокою. Тверде, рідке, газоподібне, плазма. 2) Поле – немає маси спокою. Форма матерії – сукупність різних матеріальних об'єктів і систем, які мають єдиної якісної визначеністю, виявляє у загальних св-вах і специфічний для цієї форми матерії способів існування. Форми: 1) Соціальна (ч-к, людина общ-во, працю). 2) Біологічна (жива природа). 3) Хімічна (атома). 4) Фізична (нижчий – атоми, молекули, поля).

У сучасній науці широко використовується метод структурного аналізу, у якому враховується системність досліджуваних об'єктів. Адже структурність - це внутрішня розчленованість матеріального буття, спосіб існування матерії. Структурні рівніматерії утворені з певної множини об'єктів будь-якого виду і характеризуються особливим способом взаємодії між складовими їх елементами. Стосовно трьох основних сфер об'єктивної дійсності ці рівні виглядають наступним чином:

Неорганічна природа	Жива природа	Суспільство
1.Субмікроелементарний	Біологічний макромолекулярний
2. Мікроелементарний	Клітинний
3. Ядерний	Мікроорганічний	Колективи
4.Атомарний	Органи та тканини	Великі соціальні групи (класи, нації)
5. Молекулярний	Організм загалом	Держава (громадянське суспільство)
6. Макрорівень	Населення	Системи держави
7. Мегарівень (планети, зіркопланетні системи, галактики)	Біоценоз	Людство загалом
8. Метарівень (метагалактики)	Біосфера	Ноосфера

Вивчення проблем, пов'язаних з філософським аналізом матерії та її властивостей є необхідною умовою формування світогляду особистості, незалежно від того, чи виявиться воно в кінцевому рахунку матеріалістичним чи ідеалістичним.

У світлі викладеного досить очевидно, що дуже важливою є роль визначення поняття матерії, розуміння останньої як невичерпної для побудови наукової картини світу, вирішення проблеми реальності та пізнаваності об'єктів та явищ мікро- та мегасвіту.

Розумно таке визначення: "... Матерія є об'єктивна реальність, дана нам у відчутті";

"Матерія є філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від них". (У першому випадку йдеться про матерію як категорію буття, онтологічну категорію, у другому - про фіксуюче її поняття, категорію гносеологічної).

Основним елементом вивчення переважної кількості природничих наук є матерія. У цій статті ми розглянемо матерії, форми її руху та якості.

Що таке матерія?

Протягом багатьох століть поняття матерії змінювалося та вдосконалювалося. Так, давньогрецький філософ Платон бачив її як субстрат речей, який протистоїть їхній ідеї. Аристотель говорив, що це щось вічне, що не може бути ні створено, ні знищено. Пізніше філософи Демокріт і Левкіпп дали визначення матерії як основної субстанції, з якої складаються всі тіла в нашому світі і у Всесвіті.

Сучасне поняття матерії дав В. І. Ленін, згідно з яким вона є самостійною та незалежною об'єктивною категорією, що виражається людським сприйняттям, відчуттями, вона також може бути скопійована та сфотографована.

Атрибути матерії

• Головними характеристиками матерії є три ознаки:
• Простір.
• Час.

Перші два відрізняються метрологічними властивостями, тобто їх можна кількісно виміряти спеціальними приладами. Простір вимірюється в метрах та його похідних величинах, а час у годинах, хвилинах, секундах, а також у добах, місяцях, роках тощо. У часі є також інша, не менш важлива властивість – незворотність. Не можна повернутися на якусь вихідну тимчасову точку, вектор часу завжди має односторонню спрямованість і рухається від минулого до майбутнього. На відміну від часу, простір - складніше поняття і має тривимірний вимір (висота, довжина, ширина). Таким чином, всі види матерії можуть пересуватися у просторі за певний проміжок часу.

Форми руху матерії

Все, що нас оточує, пересувається у просторі та взаємодіє один з одним. Рух відбувається безперервно і є головною властивістю, якою володіють всі види матерії. Тим часом цей процес може протікати не тільки при взаємодії кількох об'єктів, але й усередині самої речовини, що зумовлює його видозміну. Розрізняють такі форми руху матерії:

• Механічна – це переміщення предметів у просторі (падіння яблука з гілки, біг зайця).

• Фізична – виникає, коли тіло змінює свої характеристики (наприклад, агрегатний стан). Приклади: тане сніг, випаровується вода тощо.
• Хімічна - видозміна хімічного складу речовини (корозія металу, окиснення глюкози)
• Біологічна - має місце у живих організмах і характеризує вегетативне зростання, обмін речовин, розмноження та ін.

• Соціальна форма – процеси соціальної взаємодії: спілкування, проведення зборів, виборів тощо.
• Геологічна - характеризує рухи матерії в земній корі та надрах планети: ядрі, мантії.

Всі вищеназвані форми матерії взаємопов'язані, взаємодоповнюють та взаємозамінюють одна одну. Вони можуть існувати самостійно і є самодостатніми.

Властивості матерії

Давня та сучасна наука приписували матерії безліч властивостей. Найпоширеніший і очевидніший - це рух, проте є й інші універсальні властивості:

• Вона нездійсненна і незнищенна. Ця властивість означає, що будь-яке тіло чи речовина якийсь час існує, розвивається, перестає існувати як вихідний об'єкт, проте матерія не припиняє свого існування, а просто перетворюється на інші форми.
• Вона вічна і нескінченна у просторі.
• Постійний рух, перетворення, видозміна.
• Обумовленість, залежність від факторів, що породжують, і причин. Ця властивість є свого роду поясненням походження матерії як наслідку певних явищ.

Основні види матерії

Сучасні вчені виділяють три фундаментальні види матерії:

• Речовина, що має певну масу в стані спокою, є найбільш поширеним видом. Воно може складатися з частинок, молекул, атомів, а також їх сполук, які утворюють тіло фізичне.
• Фізичне поле - це особлива матеріальна субстанція, яка покликана забезпечувати взаємодію об'єктів (речовин).
• Фізичний вакуум - є матеріальним середовищем із найменшим рівнем енергії.

Речовина

Речовина - вид матерії, основною властивістю якого є дискретність, тобто уривчастість, обмеженість. У його структуру входять дрібні частинки як протонів, електронів і нейтронів, у тому числі складається атом. Атоми з'єднуються в молекули, формуючи речовину, яка у свою чергу утворює фізичне тіло або текучу субстанцію.

Будь-яка речовина має ряд індивідуальних характеристик, що відрізняють її від інших: маса, щільність, температура кипіння та плавлення, структура кристалічних ґрат. За певних умов різні речовини можна з'єднувати та змішувати. У природі вони зустрічаються у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому та газоподібному. При цьому конкретний агрегатний стан лише відповідає умовам вмісту речовини та інтенсивності молекулярної взаємодії, але не є її індивідуальною характеристикою. Так, вода за різних температур може приймати і рідку, і тверду, і газоподібну форму.

Фізичне поле

Види фізичної матерії включають і такий компонент, як фізичне поле. Воно є якоюсь системою, у якій матеріальні тіла взаємодіють. Поле є не самостійним об'єктом, а, швидше, носієм специфічних властивостей частинок, що його утворили. Таким чином, імпульс, звільнений від однієї частинки, але не поглинений іншою, є приналежністю поля.

Фізичні поля - це реальні невловимі форми матерії, які мають властивість безперервності. Їх можна класифікувати за різними критеріями:

1. Залежно від полетворного заряду виділяють: електричне, магнітне та гравітаційне поля.
2. За характером руху зарядів: динамічне поле, статистичне (містить нерухомі відносно один одного заряджені частинки).
3. За фізичною природою: макро- та мікрополя (створюються рухом окремих заряджених частинок).
4. Залежно від середовища існування: зовнішнє (яке оточує заряджені частинки), внутрішнє (поле всередині речовини), дійсне (сумарне значення зовнішнього та внутрішнього полів).

Фізичний вакуум

У XX столітті у фізиці як компроміс між матеріалістами та ідеалістами для пояснення деяких явищ з'явився термін "фізичний вакуум". Перші приписували йому матеріальні властивості, а другі стверджували, що вакуум - це нічим іншим, як порожнеча. Сучасна фізика спростувала судження ідеалістів і довела, що вакуум - це матеріальне середовище, що також отримало назву квантового поля. Число частинок у ньому прирівнюється до нуля, що, проте, не перешкоджає короткочасному виникненню частинок у проміжних фазах. У квантовій теорії рівень енергії фізичного вакууму умовно приймається за мінімальний, тобто рівний нулю. Однак експериментально доведено, що енергетичне поле може приймати як негативні, і позитивні заряди. Існує гіпотеза, що Всесвіт виник саме в умовах збудженого фізичного вакууму.

Досі не до кінця вивчено структуру фізичного вакууму, хоча і відомі багато його властивостей. Згідно з дірковою теорією Дірака, квантове поле складається з рухомих квантів з однаковими зарядами, неясним залишається склад самих квантів, скупчення яких переміщуються у вигляді хвильових потоків.

Наповнює простір і є головною складовою всіх живих і неживих елементів. Дві, здавалося б, несумісні галузі знань, такі як наука та філософія, згодні лише в одному – у тому, що матерія виконує чільну роль у житті мікро- та макросвітів. З чого складається матерія, яка оточує нас і з якої ми зроблені? Чому вона набуває таких дивних форм, багато з яких для нас ще навіть не розкрито? Спробуємо трохи розібратися.

Як цей термін розуміли великі люди?

Про те, з чого складається матерія і як вона настільки кардинально змінює свої форми, люди почали думати ще з часів античності. У ті роки не було мікроскопів і телескопів, і навіть наймудріші філософи не могли вивчити будь-який людський орган або просто дерево, з якого збитий стілець, до атомного рівня. Проте античні знавці чітко знали, що таке простір-час і як у ньому поводяться всі елементи. Саме вони склали трактування, яке дійшло до наших днів. Матерія була поділена на дві половини: речі наповнювали простір, а події – час. Через постійний хід останнього всі предмети та живі об'єкти могли змінювати свою форму. Людина народжувалась, старіла і вмирала, дерево обсипалося, метал іржавів. У 17 столітті фізик і математик Лейбніц визначив матерію як суб'єкт, що визначає властивості часу та простору. Надалі його праці виявилися теоретично відносності Ейнштейна.

Розглядаючи щось під мікроскопом

Якщо ми звернемося за допомогою до біологічної оптики, то на власні очі зможемо побачити, що матерія складається з атомів. Це найпростіша характеристика даного терміна, яка не має спростування та не вимагає подальших доказів. Атомами називаються найменші частинки всього, що оточує нас, і нас самих. Структура кожного їх ідентична. Але при цьому в атомах кожного окремого елемента нашого світу, будь то метанова хмара в атмосфері Юпітера або печінка собаки, закодована інформація про властивості об'єкта-носія. Атом складається з ядра, яке завжди заряджено позитивно, та електронів. Коли кількість протонів і електронів збігається, дана частка стає нейтральною з точки зору Якщо рівновага порушується, атом перетворюється на іон, який має позитивний або негативний заряд.

У що виливаються атоми?

Зі скупчення двох і більше атомів утворюється молекула. У ньому крім інформації про носії міститься також чимала частка сполучної речовини. Завдяки йому молекули здатні утворювати ту саму матерію, про яку ми говоримо. Такі сполуки передають інформацію від різних атомів один через одного та створюють тим самим нерозривну речовину. Найцікавіше те, що групуватися можуть молекули різних компонентів. Найяскравішим прикладом тут послужить вода: у ній є водень і кисень у певному відсотковому співвідношенні. Виходить, щоб зрозуміти, з чого складається матерія, нам потрібно лише вивчити елементи періодичної таблиці Менделєєва і знайти їх у тих чи інших предметах, які оточують нас.

Що ми бачимо неозброєним оком?

Відсунувши убік телескоп, ми, отримавши певні знання, бачимо, що матерія складається з речовини. Завдяки своїй будові, яку можна розглянути через оптику, вона здатна приймати один із чотирьох агрегатних станів: газоподібний, рідкий, твердий та плазматичний. Перші три з них ми можемо легко уявити на прикладі тієї ж води, яка, будучи рідкою, може перетворитися на лід чи газ. Деякі інші елементи можуть існувати лише в одному із цих чотирьох станів. Заглиблюючись в античну філософію, неможливо провести аналогію з чотирма стихіями. Мудреці виділяли серед них воду, землю, повітря та вогонь. Очевидно, що плазмі, яка була виявлена ​​зовсім недавно, відповідає саме полум'я.

Що випромінює будь-яка речовина?

Тим, хто вчив у школі фізику, відомо, що матерія складається з енергії так само, як і з речовини. Самі атоми та його дрібні частинки, рухаючись і зіштовхуючись, випромінюють поля з індивідуальними частотами. Вони перетворюються на електромагнітні, квантові та залежно від властивостей атомів конкретної речовини. Так як подібна взаємодія і випромінювання відбувається повсюдно, тобто і в тілі людини, і у вакуумі, і в нашій матерії наповнена енергією. Кожен об'єкт має індивідуальне поле, яке має особливі властивості. Виходить, що на всі ми обмінюємося інформацією, яку несвідомо сприймаємо і обробляємо.

Зворотній бік медалі

Ми коротко розглянули, з чого складається матерія і які поля вона може мати. Тепер розглянемо такий аспект, як Вчені вважають, що з неї складається 85% всього Всесвіту. Темна речовина не випромінює жодних полів, не має власної гравітації, проте від неї виходить енергія. Через те, що неможливо зафіксувати електромагнітні хвилі, що походять від темної матерії, ми не можемо її зловити і зрозуміти її природу. Можливо, у таємному складі античастинок криється таємниця створення Всесвіту та всіх нас.