Структурные уровни организации материи. Микро, макро, мега миры
Другие рефераты
Весь окружающий нас мир представляет собой движущуюся материю в её
бесконечно разнообразных формах и проявлениях, со всеми её свойствами,
связями и отношениями. Рассмотрим подробнее, что же такое материя, а так же
ее структурные уровни.
1. Что такое материя. История возникновения взгляда на материю.
Материя (лат. Materia – вещество), «…философская категория для
обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его,
которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями,
существуя независимо от нас».
Материя – это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и
систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. Материя
включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела
природы, но и все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на
основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента. С точки зрения
марксистско-ленинского понимания материи, она органически связана с
диалектико-материалистическим решением основного вопроса философии; оно
исходит из принципа материального единства мира, первичности материи по
отношению к человеческому сознанию и принципа познаваемости мира на основе
последовательного изучения конкретных свойств, связей и форм движения
материи.
В основе представлений о строении материального мира лежит системный
подход, согласно которому любой объект материального мира, будь то атом,
планета, организм или галактика, может быть рассмотрен как сложное
образование, включающее в себя составные части, организованные в
целостность. Для обозначения целостности объектов в науке было выработано
понятие системы. [1]
Материя как объективная реальность включает в себя не только вещество в
четырех его агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном,
плазменном), но и физические поля (электромагнитное, гравитационное,
ядерное и т. д.), а также их свойства, отношения, продукты взаимодействия.
Входит в нее и антивещество (совокупность античастиц: позитрон, или
антиэлектрон, антипротон, антинейтрон), недавно открытое наукой.
Антивещество ни в коем случае не антиматерия. Антиматерии вообще быть не
может. Дальше «не» (не-материи) отрицание здесь не идет.
Движение и материя органически и нерасторжимо связаны друг с другом: нет
движения без материи, как нет и материи без движения. Иначе говоря, нет в
мире неизменных вещей, свойств и отношений. «Все течет», все изменяется.
Одни формы или виды сменяются другими, переходят в другие – движение
постоянно. Покой – диалектически исчезающий момент в беспрерывном процессе
изменения, становления. Абсолютный покой равнозначен смерти, а вернее –
несуществованию. Можно понять в данной связи А. Бергсона, рассматривавшего
всю реальность как неделимую движущуюся непрерывность. Или А.Н.Уайтхеда,
для которого «реальность есть процесс». И движение, и покой с
определенностью фиксируются лишь по отношению к какой-то системе отсчета.
Так, стол, за которым пишутся эти строки, покоен относительно данной
комнаты, она, в свою очередь, - относительно данного дома, а сам дом –
относительно Земли. Но вместе с Землей стол, комната и дом движутся вокруг
земной оси и вокруг Солнца.
Движущаяся материя существует в двух основных формах – в пространстве и
во времени. Понятие пространства служит для выражения свойства
протяженности и порядка сосуществования материальных систем и их состояний.
Оно объективно, универсально (всеобщая форма) и необходимо. В понятии
времени фиксируется длительность и последовательность смены состояний
материальных систем. Время объективно, неотвратимо и необратимо. Следует
различать философские и естественнонаучные представления о пространстве и
времени. Собственно философский подход представлен здесь четырьмя
концепциями пространства и времени: субстанциальной и реляционной,
статической и динамической. [3]
Основоположником взгляда на материю, как состоящую из дискретных частиц
был Демокрит.
Демокрит отрицал бесконечную делимость материи. Атомы различаются между
собой только формой, порядком взаимного следования, и положением в пустом
пространстве, а также величиной и зависящей от величины тяжестью. Они имеют
бесконечно разнообразные формы с впадинами или выпуклостями. Демокрит
называет атомы также «фигурами» или «видиками», из чего следует, что атомы
Демокрита являются максимально малыми, далее неделимыми фигурами или
статуэтками. В современной науке много спорили о том, являются ли атомы
Демокрита физическими или геометрическими телами, однако сам Демокрит еще
не дошел до различения физики и геометрии. Из этих атомов, движущихся в
различных направлениях, из их «вихря» по естественной необходимости путем
сближения взаимноподобных атомов образуются как отдельные целые тела, так и
весь мир; движение атомов вечно, а число возникающих миров бесконечно.[2]
Мир доступной человеку объективной реальности постоянно расширяется.
Концептуальные формы выражения идеи структурных уровней материи
многообразны.[6]
Современная наука выделяет в мире три структурных уровня.
2. Микро, Макро, Мега миры.
Микромир – это молекулы, атомы, элементарные частицы — мир предельно
малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная
разномерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни — от
бесконечности до 10-24 с.
Макромир — мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также
кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир
макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого
опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и
километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.
Мегамир — это планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики –
мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором
измеряется световыми годами, а время существования космических объектов —
миллионами и миллиардами лет.
И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-
, макро - и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.
На микроскопическом уровне физика сегодня занимается изучением
процессов, разыгрывающихся на длинах порядка 10 в минус восемнадцатой
степени см., за время - порядка 10 в минус двадцать второй степени с. В
мегамире ученые с помощью приборов фиксируют объекты, удаленные от нас на
расстоянии около 9-12 млрд. световых лет.
Микромир. Демокритом в античности была выдвинута Атомистическая гипотеза
строения материи, позже, в XVIII в. была возрождена химиком Дж. Дальтоном,
который принял атомный вес водорода за единицу и сопоставил с ним атомные
веса других газов. Благодаря трудам Дж. Дальтона стали изучаться физико-
химические свойства атома. В XIX в. Д. И. Менделеев построил систему
химических элементов, основанную на их атомном весе.
В физику представления об атомах как о последних неделимых структурных
элементах материи пришли из химии. Собственно физические исследования атома
начинаются в конце XIX в., когда французским физиком А. А. Беккерелем было
открыто явление радиоактивности, которое заключалось в самопроизвольном
превращении атомов одних элементов в атомы других элементов.
История исследования строения атома началась в 1895 г. благодаря
открытию Дж. Томсоном электрона - отрицательно заряженной частицы, входящей
в состав всех атомов. Поскольку электроны имеют отрицательный заряд, а атом
в целом электрически нейтрален, то было сделано предположение о наличии
помимо электрона и положительно заряженной частицы. Масса электрона
составила по расчетам 1/1836 массы положительно заряженной частицы.
Существовало несколько моделей строения атома.
В 1902 г. английский физик У. Томсон (лорд Кельвин) предложил первую
модель атома — положительный заряд распределен в достаточно большой
области, а электроны вкраплены в него, как «изюм в пудинг».
В 1911 г. Э. Резерфорд предложил модель атома, которая напоминала
солнечную систему: в центре находится атомное ядро, а вокруг него по своим
орбитам движутся электроны.
Ядро имеет положительный заряд, а электроны - отрицательный. Вместо сил
тяготения, действующих в Солнечной системе, в атоме действуют электрические
силы. Электрический заряд ядра атома, численно равный порядковому номеру в
периодической системе Менделеева, уравновешивается суммой зарядов
электронов — атом электрически нейтрален.
Обе эти модели оказались противоречивы.
В 1913 г. великий датский физик Н. Бор применил принцип квантования при
решении вопроса о строении атома и характеристике атомных спектров.
Модель атома Н. Бора базировалась на планетарной модели Э. Резерфорда и
на разработанной им самим квантовой теории строения атома. Н. Бор выдвинул
гипотезу строения атома, основанную на двух постулатах, совершенно
несовместимых с классической физикой:
1) в каждом атоме существует несколько стационарных состояний (говоря
языком планетарной модели, несколько стационарных орбит) электронов,
двигаясь по которым электрон может существовать, не излучая;
2) при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое атом
излучает или поглощает порцию энергии.
В конечном итоге точно описать
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
