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, поддерживается за счет быстрого обмена между ними пимезонами. Электроны удерживаются на своих орбитах благодаря притяжению противопо­ложных зарядов электрона и протона, а также за счет своеобразного обмена с ядром фотонами: таким образом компенсируются цен­тробежные силы. Все элементарные частицы обладают корпускулярно-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 твоим 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 — мельчайшие единицы материи, меньшие, чем атом);

• микроэлементарный (адроны, состоящие из кварков, электроны);

• 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 уровням 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.