Материя как субстанциональная основа мира

Из существования различных форм бытия, многообразия единичных вещей, состояний внутри этих форм следует, что единство многообразного мира можно объяснить только тогда, когда будет найдены общая основа всех многообразных явлений. Таким образом, вводится понятие «субстанция».

Субстанция (нечто, лежащее в основе, сущность) - относительно устойчивое, самостоятельно существующее, предполагающее в себе источник развития, предельное основание, основа многообразных явлений, предметов и их свойств.

Понимание субстанции может быть:

- Материалистическое (тогда материальное начало, называемое природа, Универсум, материя, объявляется первичным по отношению к духовному началу);

- Идеалистическое (тогда духовное начало, называемоеБог, Абсолютный разум, идея, считается создателем и управителем материального начала).

В зависимости от того, сколько основ мира выделяют, различают следующие мировоззренческие позиции:

- Монизм, все многообразие мира может быть рассмотрено (сведено) в свете одного начала. Многообразные формы бытия выступают ступенями развития субстанции (Фалес - вода, Гераклит - огонь, Гегель - абсолютная идея). Монизм может быть представлен в материалистической и идеалистической формах.

- Дуализм, в качестве первоосновы всего многообразия вещей признается два равноправных, не сводимых друг к другу начал. Например, Декарт различал в бытии мира мыслящую субстанцию (дух) и протяженную субстанцию (материю). Вернадский считал, что космически вечно существуют два начала: живое и неживое.

- Плюрализм, в основе мира лежит много субстанций. Так, Лейбниц считал, что существует бесконечное множество субстанций - монад.

Справедливости ради отметим, что во всех представленных позициях имеются трудности логического характера. Дуализм не может объяснить, что обеспечивает единство и гармонию независимых субстанций, например, духа и тела в человеке. Плюрализм, как правило, среди множества начал выделяет некую субординацию, соподчинение, которое обеспечивает согласованное их существование (среди языческих богов есть главные и второстепенные).

В Новое время ведущей традицией в философии становится монизм, а благодаря успехам науки, нацеленной на практический результат, - материалистический монизм. Однако такому монистически-материалистическому объяснению многообразия мира предшествовала длительная философская традиция, которая представляла субстанцию как праматерию, существующую наряду с вещами.

Фалес: вода - основа всего сущего.

Гераклит: огонь - мера всех вещей.

Анаксимандр: первовещество - апейрон.

Демокрит: атомы - неделимые, мельчайшие частички вещества, из которых состоят все тела в мире и душа человека.

С 17-18 века формируется диалектико-материалистическое понимание субстанции. В се разнообразие явлений природы, общества и человеческого сознания рассматриваются как продукты, ступени развивающейся материи. Сознание, дух есть свойство высокоорганизованной материи. Ни один из предметов не может быть отождествлен с субстанцией, материей, однако их многообразие и их связи составляют материальную действительность. Материя как субстанция существует в многообразных объектах и явлениях, через них, а не наряду с ними.

Представления о материи как субстанции имеют свою историю.

1 этап: стихийный материализм древних греков, их понимание материи как первоматерии - основы многообразного мира. Сначала в качестве первоматерии выступает какое-либо конкретное вещество (вода, земля, огонь, воздух).

2 этап: Демокрит считает, что с помощью одного качественного определенного вещества нельзя объяснить происхождение других веществ и предполагает в основе всех вещей непохожие ни на какое вещество атомы. Атомы - это бескачественные кирпичики бытия, по-разному взаимодействуя между собой, образуют разные вещи.

3 этап: определение материи как основы веще­ственности, телесности. У Аристотеля, который впервые использует это понятие, материя является пассивным первоначалом всего суще­ствующего, которая о-формляется (формы проникают в материю), в результате чего и появляются отдельные вещи.

После создания Платоном развернутого учения о «мире эйдосов» понятие «материя» в философском знании стало противопоставлять­ся нематериальному миру, «миру идей».

В средневековье богословы рассматривали вопросы о том, вечна или сотворена материя, о способах ее создания. Так, Фома Аквинский считал, что материя создана Богом и не имеет самостоятельного бытия, т.е. не является субстанцией.

4 этап: механистически-атомистическая картина мира 17-19 века. Материя представляется как атомы и их движение в пустоте. Принципы ньютоновской механики призваны описать это движение атомов. На основе атомизма Ньютон ввел понятие «масса», сформулировал закон всемирного тяготения, в физике была принята молекулярно-кинетическая теория теплоты, в химии был открыт закон сохранения вещества.

С началом Нового времени под материей стали понимать не столько материал, из которого сделаны все вещи, сколько совокупность свойств, общих для всех вещей. Среди основных признаков материальных объектов выделяли протяженность, подвижность, тяжесть, непрони­цаемость и др. Особое значение для определения материи имела физическая наблюдаемость, фиксируемость всех этих свойств.

В новое время под материей понимают первооснову ма­териального бытия (синонимы - «первовещество», «материал, из которого сделаны все тела», «мельчайшая частица реальности», «нео­душевленное вещество»).

5 этап: кризис в естествознании кон.19 в.- нач. 20 в. показал, что естественнонаучное и философ­ское определения материи должны быть согласованы.

Естественнонаучное определение материи посто­янно изменяется в зависимости от развития науки. Представление о сложном устройстве атома, который раньше считался мельчайшей частичкой вещества (создание планетарной модели атома Нагаоки, В. Вином, Резерфордом), открытие самопроизвольного излучения атома, теории Эйн­штейна, Максвелла, Планка в Х1Х-ХХ вв., открытие поля как нового вида материи - все говорило об узости классического естественнонаучного определения материи, в котором она отождествлялась с веще­ством. Некоторые физики в связи с открытиями в естествознании стали говорить о том, что «материя исчезла». На рубеже Х1Х-ХХ вв. возникли острейшие научные и философские дискуссии, в которых столкнулись материализм и идеа­лизм.

Однако правильнее было бы сказать, что наше познание перешло на новый, более элементарный уровень. На этом уровне сам атом оказался системой элементарный частиц, которые не могли рассматриваться как частицы вещества, а вещество оказалось лишь одной из форм существования материи.

В результате открытий в естествознании на рубеже 19-20 веков окончательно оформилось теоретико-познавательное определение материи через противопоставление ее сознанию. Классическое определение материи с точки зрения философского материализма дал В.И.Ленин: «материя есть объективная реальность, существующая вне и независимо от нашего сознания, данная нам в ощущениях, которая фотографируется, копируется нами с помощью наших органов чувств». (Похожее определение было дано французским материалистом Гольбахом в 18 в.).

Материи, согласно современной научной картине мира, присущи следующие свойства:

- несотворимость, неуничтожимость (материя вечна, изменяются ее состояния);

- бесконечность в пространстве и во времени, неисчерпаемость ее структуры;

- способность к саморазвитию и иерархическая организация;

- способность к любым превращениям (кроме двух – возникновения из ничего и перехода в ничто. Материи неоткуда взяться и некуда деть­ся: она и источник, и причина, и следствие самой себя);

- независимость от человеческого сознания;

- свойство отражения (сознание тоже рассматривается как свойство высокоорганизованной материи отражать действительность).

Современной науке известны два основных вида материи: вещество и поле. Вещество отражает дискретную структуру материального бытия, поле обеспечивает взаимосвязь всех дискретных образований Вселенной (рис.1).

Вещество имеет механическую массу (или массу покоя). К вещественным относятся разнообразные структуры, начиная с атома и заканчивая огромными небесными телами. Сами атомы обладают сложным строением: они состоят из элементарных частиц: протонов, нейтронов, электронов. Современная наука открывает всё новые и новые частицы: мезоны, гипероны, нейтрино и др.

ВИДЫ МАТЕРИИ
вещество	поле
состояния вещества	Плазма Газ Жидкость Твёрдое тело Жидкий свет (?)	Гравитационное Электромагнитное Сильное Слабое Спиновое	Формы проявления торсионного поля

Рис. 1. Виды материи

Для удобства все элементарные частицы разделили на два типа: лептоны (лёгкие) и адроны (тяжёлые). Однако все частицы не являются по-настоящему элементарными. Предполагают, что они состоят из каких-то более фундаментальных частиц, названных кварками. Элементарные частицы существуют или в составе атома или в свободном плазменном состоянии. Кроме того, существуют античастицы, обладающие обратным электрическим зарядом. Материя в виде вещества существует в разнообразных состояниях. Наиболее распространённым состоянием вещества является плазма. В плазменном состоянии существуют звёзды, туманности, межзвёздный газ.

Поля представляют собой непрерывные виды материи, не имеющие массы покоя. Поля связывают частицы материи, позволяют им взаимодействовать и существовать. Без полей притяжения звёзды не были бы связаны в галактики, а вещество – в звёзды. Не было бы ни Солнца, ни планет. Не могли бы существовать вообще никакие тела, т.к. тогда электроны не связывались бы в атомы, а атомы – в молекулы.

Но граница между веществом и полем не абсолютная, а относительная. Грани между веществом и полем относительно постоянны только в макроскопическом мире, который доступен чувственному восприятию. В микромире они стираются: вещество и поле могут переходить друг в друга. Так, например, мезоны являются одновременно и элементарными частицами вещества, и квантами поля.

Представляем современную космологическую картину мира, в которой важное место занимает вопрос о том, имеет ли мир начало и конец, имеют ли пространство и время границы? Идея о существовании, по крайней мере, начала мира нашла свое выражение в «теории большого взрыва», согласно которой наша Вселенная возникла ≈ 15 - 20 млрд. лет назад в результате взрыва сверхплотного вещества, спрессованного в точку с нулевым радиусом, и соответственно, с нулевым пространством и временем. Этот взрыв явился началом пространства и времени. Что касается конца, то допускается возможность обратного сжатия Вселенной и превращение ее в прежнюю точку с нулевым радиусом и, соответственно, с нулевым пространством и временем. Как считают космологи, такие процессы, вероятно, протекают при образовании «черных дыр», где все материальные процессы концентрируются в сверхтвердом, сверхплотном веществе (в 1 см³ помещается масса всего солнца), которое со временем взрывается.

Предполагаемый сценарий рождения Вселенной представлен в книге Пола Девиса «Суперсила».

Все события в мире объясняются 4-мя видами взаимодействия:

- гравитационные (тяготение между всеми массами);

- электромагнитные (отталкивание одноименных, притягивание разноименных зарядов);

- сильное взаимодействие (внутриядерные силы, отвечающие за связь протонов и нейтронов в ядре атома. Если бы не сильное взаимодействие, ядро атома разлетелось бы, ведь оно состоит из протонов);

- слабое взаимодействие (превращение элементарных частиц с выделением нейтрино. Нейтринные реакции - свет солнца).

В первое мгновение существования мира не было деления на типы взаимодействия. Это было великое взаимодействие, или сингулярная точка.

1. 10^-35секунды плотность диаметр Вселенной

t - 10^{27 0} K 10⁸⁰ г/см³ 10 см

Отделяется гравитационное взаимодействие. До этого не было разницы между веществом и излучением, они были симметричны.

2. Вещество и излучение разделились, как следствие отделилось сильное взаимодействие.

3. 10^-12секунды плотность диаметр Вселенной

t - 10^{16 0}K 10²⁰ г/см³ ≈ миллиарда км

Слабое взаимодействие отделилось от электромагнитного.

4. 10^-6 секунды размер 100 млрд. км

t - 10^{13 0}K

Кварки (самые мелкие частицы) начали слипаться и формировать нейтроны и протоны, раньше энергии Вселенной хватало на то, чтобы разорвать связи между ними. Появились первые структуры. Вселенная представляет собой кашу из лептонов, излучения, протонов и нейтронов.

5. 10^-1 секунды t - 30 млрд.⁰ K

Формируются первые ядра гелия (2 протона + 2 нейтрона) и дейтона (тяжелый водород). К этому моменту все частицы проаннигилировали со своими античастицами. Вселенная не симметрична. В живых осталось одна миллиардная часть того, что было. Частиц оказалось больше, чем античастиц.

6. Время - 1000 лет. t - 30000⁰ K (1эв). Появились первые атомы, потому что энергия связи электрона с ядром атома 1 эв, и, как только энергия среды упала, электроны перестали отрываться от атомов.

7. Время 200 миллионов лет. t - 300⁰ K. Формируются звезды из межзвездного газа, который состоял из водорода с гелием.

Далее образование химических элементов в звездах. Некоторые звезды взрывались и разбрасывали свой материал по галактикам.

Межзвездная пыль под воздействием гравитации конденсировалась в пылевые облака, таким образом сформировалось второе поколение звезд с планетными системами.

Так формируется ядро Метагалактики и разбегающиеся галактики, где на окраине одной из галактик существует маленькая звезда, на которой материя породила (случайно) жизнь.

Органическое вещество появляется прямо в межзвездной пыли. Например, туманность Ориона считается гигантским молекулярным облаком, в котором есть метил, формальдегид, муравьиная кислота, метанол, метиламин. А ведь органически молекулы - это основа ДНК.

Общий вывод можно сделать такой: теория большого взрыва свидетельствует о том, что наша Вселенная конечна, но материя в целом вечна.

Наука в целом представляет собой подвижную и развивающуюся систему знаний, научные парадигмы (способы видений мира) и научная картина мира изменяются со временем.

Картина мира - это наиболее общие представления о существенных свойствах и отношениях действительности, элементарных объектах и характере их взаимодействия. Научная картина мира вырабатывается на основе фундаментальных научных теорий. Современная научная картина мира является реляционной (релятивной), т.е. вероятно-статистической.

Наука XX века представляет мир в целом как чрезвычайно сложную самоорганизующуюся систему, выделяя соответственно 3 важнейшие черты мира:

- Системность, ни один предмет или явление не существуют сами по себе, а являются элементами более общего целого, т.е. частью системы. Система – это целое, состоящее из частей, взаимосвязанных между собой.

- Структурность, все предметы, явления, процессы имеют определенный состав, имеют свое собственное строение. Различные объекты материального мира объединяются в особые системы, которые называются уровнями организации материи или видами материи.

- Многоуровневость, миру присущи различные уровни организации, между уровнями организации материи существует определенная иерархия.