Современное представление материи

Содержание

Введение  3

1. История развития общих представлений о материи  4

2. Современные представления о структуре материи  8

Заключение 11

Список использованной литературы  14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Сложность определения сущности материи  заключается в высокой степени  абстрактности самого понятия материи, а также в многообразии различных  материальных объектов, форм материи, ее свойств и взаимообусловленностей. В связи с этим стоит множество  вопросов: Что такое материя? Как  развивались представления о  ней? Как соотнести с понятием материи бесконечное множество  конкретных предметов, вещей? Какими свойствами она обладает? Что является причиной ее изменения? Какие виды материи  известны в настоящее время? Как  осуществляется взаимный переход одних  видов материи и форм ее движения в другие? На основе каких законов это происходит?

Если мы обратим внимание на мир, который нас окружает, мы увидим совокупность разнообразных предметов, вещей, обладающих самыми различными свойствами. Одни из них имеют большие размеры, другие - меньшие, одни просты, другие - более сложны, одни постигаемы достаточно полно непосредственно чувственным  образом, для проникновения в  сущность других необходима абстрагирующая деятельность нашего разума. Отличаются эти предметы и по силе своего воздействия  на наши органы чувств.

Но при всей своей многочисленности и разнообразии самые различные  предметы окружающего нас мира имеют  кое-что общее, позволяющее объединить их понятием материи. Это общее есть независимость всего многообразия предметов от сознания людей. В то же время это общее в бытии  различных материальных образований  является предпосылкой единства мира.

Цель данной работы рассмотреть современные представления о структуре материи, включающая изучение открытий, предшествующих представлению материи в современном понимании.

 

 

 

1. История развития общих представлений о материи

Проанализировав представления древних  ученых о материи, мы увидим, что  все они по духу своему были материалистическими, но общим их недостатком было, во-первых, сведение понятия материи к какому-то конкретному виду вещества или ряду веществ, а во-вторых, признание материи  в качестве строительного материала, некоей первичной неизменной субстанции автоматически исключало выход  за пределы имеющихся о ней  представлений. Тем самым каким-либо конкретным видом вещества с присущими ему свойствами ограничивалось дальнейшее познание, проникновение в сущность материи. Все же большой заслугой древних материалистов было изгнание представлений о боге-творце и признание взаимосвязи материи и движения, а также вечности их существования.

Мыслители Древней Греции оставили весьма заметный след в развитии учения о материи. Они впервые высказали  мысль о том, что все предметы состоят из мельчайших неделимых  частиц - атомов. Первичная субстанция - атомы движутся в пустоте, и их различные сочетания суть те или  иные материальные образования. Уничтожение  вещей, по Демокриту, означает лишь их разложение на атомы. В самом понятии атома содержится нечто общее, присущее различным телам.

Несмотря на то, что атомистическое учение и устанавливало общую  природу бытия микропредметов, оно не раскрывало в полной мере понятия материи; в силу своей субстанциональности и ограниченности оно не могло служить критерием общности всего многообразия видов материи. В настоящее время мы знаем, что атомы различны по своей природе и структуре и представляют лишь частицы вещества. Таким образом, у Демокрита мы видим отождествление понятия материи с одним из конкретных ее проявлений, с веществом.

Пытаясь дать определение материи, французский материалист XVIII века Гольбах, в работе «Система природы» писал, что  «по отношению к нам материя  вообще есть все то, что воздействует каким-нибудь образом на наши чувства». Здесь очевидно стремление выделить то общее в различных формах материи, а именно: что они вызывают у нас ощущения. В этом определении Гольбах уже отвлекается от конкретных свойств предметов и дает представление о материи как абстракции. Вместе с тем определение Гольбаха было ограниченным. Оно не раскрывало до конца сущности всего того, что воздействует на наши органы чувств, оно не раскрывало специфики того, что не может воздействовать на наши чувства. Эта незавершенность предложенного Гольбахом определения материи создавала возможности, как для материалистической, так и идеалистической ее трактовки.

К концу прошлого века естествознание, и в частности физика, достигло достаточно высокого уровня своего развития. Были открыты общие и, казалось, незыблемые принципы строения мира. Была открыта  клетка, сформулирован закон сохранения и превращения энергии, установлен Дарвином эволюционный путь развития живой природы, Менделеевым создана  периодическая система элементов. Основой бытия всех людей, предметов  признавались атомы - мельчайшие, с  точки зрения того времени, неделимые  частицы вещества. Понятие материи  отождествлялось, таким образом, с  понятием вещества, масса характеризовалась  как мера количества вещества или  мера количества материи. Материя рассматривалась  вне связи с пространством  и временем. Благодаря работам  Фарадея, а затем Максвелла, были установлены законы движения электромагнитного  поля и электромагнитная природа  света. При этом распространение  электромагнитных волн связывалось  с механическими колебаниями  гипотетической среды - эфира. Физики с  удовлетворением отмечали: наконец-то, картина мира создана, окружающие нас  явления укладываются в предначертанные  им рамки.

Оценивая в целом представления  классической физики XIX в. о строении и свойствах материи, отметим, что они страдали теми же недостатками, что и учения древних. Точка зрения на материю как на первичную, неизменную субстанцию и отождествление ее при этом с веществом содержали в себе предпосылки возможности критических ситуаций в физике. И это не замедлило сказаться.

На благополучном, казалось, фоне «стройной  теории» вдруг последовала целая  серия необъяснимых в рамках классической физики научных открытий. В 1896 г. были открыты рентгеновские лучи. В 1896 г. Беккерель случайно обнаружил  радиоактивность урана, в этом же году супруги Кюри открывают радий. Томсоном в 1897 г. открыт электрон, а  в 1901 г. Кауфманом показана изменчивость массы электрона при его движении в электромагнитном поле. Наш соотечественник Лебедев обнаруживает световое давление, тем самым окончательно утверждая материальность электромагнитного поля. В начале ХХ в. Планком, Лоренцем, Пуанкаре и др. закладываются основы квантовой механики, и, наконец, в 19О5 г. Эйнштейном создается специальная теория относительности.

Многие физики того периода, мыслящие метафизически, не смогли понять сути этих открытий. Вера в незыблемость основных принципов классической физики привела их к скатыванию с материалистических позиций в сторону идеализма. Логика их рассуждений была такова. Атом - мельчайшая частица вещества. Атом обладает свойствами неделимости, непроницаемости, постоянства массы, нейтральности в отношении заряда. И вдруг оказывается, что атом распадается на какие-то частицы, которые  по своим свойствам противоположны свойствам атома. Так, например, электрон имеет изменчивую массу, заряд и  т.д. Это коренное отличие свойств  электрона и атома привело  к мысли, что электрон нематериален. А поскольку с понятием атома, вещества отождествлялось понятие  материи, а атом исчезал, то отсюда следовал вывод: «материя исчезла». С другой стороны, изменчивость массы электрона, под которой понималось количество вещества, стала трактоваться как  превращение материи в «ничто». Таким образом, рушился один из главнейших принципов материализма - принцип неуничтожимости и несотворимости материи.

Диалектико-материалистическое определение  материи направлено против отождествления понятия материи с ее конкретными  видами и свойствами. Тем самым  оно допускает возможность существования, а значит, и открытия в будущем  новых неизвестных, «диковинных» видов  материи. Следует сказать, что в  последние годы физики и философы все настойчивее предсказывают  такую возможность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Современные представления о структуре материи

В основе современных научных  представлений о строении материи  лежит идея ее сложной системной  организации. По современным научным  данным в структуре материи можно  выделить два крупных основных уровня (блока): неорганическая материя (неживая  природа) и органическая материя (живая  природа).

Неорганическая природа  включает следующие структурные  уровни:

1.  Элементарные частицы — мельчайшие частицы физической материи (фотоны, протоны, нейтрино и др.), каждая из которых имеет свою античастицу. В настоящее время известно более 300 элементарных частиц (включая античастицы), в том числе и так называемые «виртуальные частицы», существующие в промежуточных состояниях очень короткое время. Характерная особенность элементарных частиц — способность к взаимным превращениям.

2.  Атом — мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. Он состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

3.  Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Известно 107 химических элементов (19 получены искусственно), из которых состоят все вещества неживой и живой природы.

4.  Молекула — наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Состоит из атомов, соединенных химическими связями,

5.  Планеты — наиболее массивные тела Солнечной системы, движущиеся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца.

6.  Планетные системы.

7.  Звезды — светящиеся газовые (плазменные) шары, подобные Солнцу; в них заключена большая часть вещества Вселенной. Образуются из газопылевой среды (главным образом из водорода и гелия).

8.  Галактики — гигантские (до сотен млрд. звезд) звездные системы, в частности, наша Галактика (Млечный путь), которая содержит более 100 млрд. звезд.

9.  Системы галактик.

Органическая природа (биосфера, жизнь) имеет следующие уровни (виды самоорганизации):

1.  Доклеточный уровень — дезонуклеиновые кислоты, рибонуклеиновые кислоты, белки. Последние — высокомолекулярные органические вещества, построенные из 20 аминокислот, составляют (наряду с нуклеиновыми кислотами) основу жизнедеятельности всех организмов.

2.  Клетка — живая элементарная система, основа строения и жизнедеятельности всех растений и животных.

3. Многоклеточные организмы  растительного и животного мира  — отдельные особи или их  совокупность.

4.  Популяция — совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

5.  Биоценоз — совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих данный участок суши или водоема.

6.  Биогеоценоз (экосистема) — однородный участок земной поверхности, единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания.

Современная наука не только выделяет типы материальных систем, но и раскрывает их связь и взаимодействие. По этому критерию выделяют три уровня строения материи:

1.  Макромир — совокупность объектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах, километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.

2.  Микромир — мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется до 108 — до 16 |6 см, а время жизни от бесконечности до 1024 сек.

3.      Мегамир — мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами (а скорость света 300 000 км/с), а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Выше уже говорилось, что материя  обладает множеством свойств. Кратко перечислим наиболее общие из них. К их числу  относятся, в первую очередь, движение, пространство и время, являющиеся атрибутами материи, т.е. тем, что обеспечивает их бытие. Далее. Материя вечна и  бесконечна. Это означает, что она  никогда не имела начала во времени и пространстве и не будет иметь конца. Принцип неуничтожимости и несотворимости материи и движения является следующим свойством материи. Этот принцип конкретно реализуется в многочисленных законах сохранения. Важным свойством материи является способность к взаимопревращению различных видов материи друг в друга. Отсюда следует, что отдельные виды материи могут исчезнуть, но при этом в определенном количественном соотношении появляются другие ее виды. И этот процесс бесконечен. О свойстве неисчерпаемости материи мы уже говорили.

Наконец, материя характеризуется  противоречивостью, единством прерывного и непрерывного, единством конечного и бесконечного, абсолютностью и относительностью и т.д.

Изучая свойства материи, можно  заметить их неразрывную диалектическую взаимосвязь. Одни свойства взаимообуславливают другие ее свойства.

Материя имеет и сложное структурное  строение. На основе достижений современной  науки мы можем указать некоторые  ее виды и структурные уровни. Известно, что до конца XIX в. естествознание не шло дальше молекул и атомов. С  открытием радиоактивности электронов начался прорыв физики в более  глубокие области материи. Причем, подчеркнем еще раз, принципиально новым  при этом является отказ от абсолютизации  каких-то первокирпичиков, неизменной сущности вещей. В настоящее время физикой открыто множество различных элементарных частиц.