Историческое развитие представлений о материи. Философское значение основных открытий в физике конца XIX – начала XX века. Эволюция материи и уровни ее структурной организации

Понятие “материя” прошло несколько этапов в своем историческом развитии. Первый этап - этап наглядно-чувственного ее представления. В ранних древнегреческих философских учениях (Фалеса, Анаксимена, Гераклита и др.) в основу мира полагались те или иные природные стихии: вода, огонь, воздух и т.п. Все существующее считалось модификацией этих стихий.

Второй этап - этап вещественно-субстратного представления о материи. Материя отождествлялась с веществом, с атомами, с комплексом их свойств, в том числе свойством неделимости. Наибольшего развития такое физикалистское (сциентистское) понимание материи достигло в трудах французских материалистов 18 века Ламетри, Гельвеция, Гольбаха.

Третий этап - философско-гносеологическое представление о материи. Оно сформировалось в условиях кризиса вещественно-субстратного понимания материи в начале 20 века и развивалось в русле марксистского мировоззрения.

Четвертый этап - этап философского субстанциально-аксиологического представления о материи. Зародившись примерно в середине 20 века как реакция на сведения понятия материи лишь к одному ее свойству - “объективной реальности” данное представление увидело в материи систему многих атрибутов.

В основе современных научных представлений о строении материи лежит идея ее сложной системной организации. Любой объект материального мира может быть рассмотрен в качестве системы, то есть особой целостности, которая характеризуется наличием элементов и связей между ними.

Например, макротело можно рассматривать как определенную организацию молекул. Любая молекула тоже является системой, которая состоит из атомов и определенной связи между ними: ядра атомов, входящие в состав молекулы как одноименные (положительные) заряды, подчиняются силам электростатического отталкивания, но вокруг них образуются общие электронные оболочки, которые как бы стягивают эти ядра, не давая им разлететься в пространстве. Атом также представляет собой системное целое - состоит из ядра и электронных оболочек, расположенных на определенных расстояниях от ядра. Ядро каждого атома, в свою очередь, имеет внутреннюю структуру.

Изучая живую природу, мы также сталкиваемся с системной организацией материи. Сложными системами являются как клетка, так и построенные из клеток организмы; целостную систему представляет собой вся сфера жизни на Земле - биосфера, существующая благодаря взаимодействию своих частей: микроорганизмов, растительного, животного мира, человека с его преобразующей деятельностью. Биосферу можно рассматривать как целостный объект (как и атом, молекулу и т.д.), где есть определенные элементы и связи между ними.

Материальные системы всегда взаимодействуют с внешним окружением. Некоторые свойства, отношения и связи элементов в этом взаимодействии меняются, но основные связи могут сохраняться, и это является условием существования системы как целого. Иными словами, система - это элементы и их структура.

Любой объект материального мира уникален и нетождествен другому. Но при всей уникальности и непохожести объектов определенные их группы в своем строении обладают общими признаками. Например, существует очень большое разнообразие атомов, но все они устроены по одному типу - в атоме должно быть ядро и электронная оболочка. Наличие общих признаков организации позволяет объединить различные объекты в классы материальных систем. Эти классы часто называют уровнями организации материи или видами материи.

Все виды материи связаны между собой генетически, то есть каждый из них развивается из другого. Согласно современным научным взглядам, глубинные структуры материального мира представлены объектами элементарного уровня. Это прежде всего элементарные частицы. За исключением электрона, исследования которого начались еще в XIX веке, все остальные были обнаружены в XX столетии.

До открытия элементарных частиц и их взаимодействий наука разграничивала два вида материи - вещество и поле.

Еще в конце XIX-начале XX века поле определяли как непрерывную материальную среду, а вещество - как прерывное, состоящее из дискретных частиц. Однако развитие квантовой физики выявило относительность разграничительных линий между веществом и полем. Только на макроуровне, когда можно не принимать во внимание квантовые свойства полей, их можно считать непрерывными средами. Но на микроуровне поля предстают как состоящие из квантов, которые можно рассматривать в качестве частиц, обладающих одновременно и корпускулярными, и волновыми характеристиками. Например, электромагнитное поле можно представить как систему фотонов. В то же время и частицы вещества - электроны и позитроны, мезоны и другие - уже в целом ряде задач физика рассматривает как кванты соответствующих полей.

Элементарный уровень организации материи включает наряду с элементарными частицами еще и такой необычный физический объект, как вакуум. Физический вакуум - не пустота, а особое состояние материи. В вакуум погружены все частицы и все физические тела. В нем постоянно происходят сложные процессы, связанные с непрерывным появлением и исчезновением так называемых "виртуальных частиц".

Виртуальные частицы - это своеобразные потенции соответствующих типов элементарных частиц, их "вакуумные корни", частицы, готовые к рождению, но не рождающиеся, возникающие и исчезающие в очень короткие промежутки времени. При определенных условиях они могут вырваться из вакуума, превращаясь в "нормальные" элементарные частицы, которые живут относительно независимо от породившей их среды и могут взаимодействовать с ней.

Первые шаги по пути исследования субэлементарного уровня материи привели к принципиально новым идеям о качественном многообразии вакуума. Выяснилось, что физический вакуум способен скачком перестраивать свою структуру. Такие переходы из одного состояния к другому, связанные с резким изменением характеристик системы, в физике называют фазовыми (известным их примером служат переходы воды в пар и лед). Физический вакуум тоже оказался способным к фазовым скачкам.

Эти новые идеи современной физики микромира послужили опорой необычных представлений о развитии нашей астрономической Вселенной, о ее возникновении путем взрыва, связанного с массовым рождением элементарных частиц в результате одного из фазовых переходов вакуума. Взаимодействие объектов субэлементарного уровня и возникающих на их основе элементарных частиц служит фундаментом для образования более сложных материальных систем. Из элементарных частиц строятся атомы, которые являются качественно специфическим видом материи.

Особые уровни организации живой материи образуют надорганизменные структуры. К ним относятся прежде всего популяции - сообщества особей одного вида, которые связаны между собой общим генофондом, скрещиваются и воспроизводят себя в потомстве.

Кроме популяций к надорганизменным уровням организации живой материи относятся виды и биоценозы. В целостной системе биоценоза эти популяции связаны так, что продукты жизнедеятельности одних становятся условиями жизни других. Наконец, взаимодействие биоценозов образует глобальную систему жизни - биосферу. В этой целостной системе различные биоценозы взаимодействуют не только между собой, но и с воздушной оболочкой, через которую идет теплообмен Земли с космическим пространством, с водной средой, с горными породами.

Люди являются частью сферы жизни на Земле. Благодаря постоянно увеличивающемуся производственному воздействию на окружающую среду они могут внести и (чем дальше, тем больше) вносят возмущения в динамику биосферы. Как особый уровень организации материи, человеческое общество существует благодаря деятельности людей и включает в качестве обязательного условия своего функционирования и развития их духовную жизнь. Взаимодействие с окружающей природой, осуществляемое человеком в его практике, представляет собой не просто потребление вещества природы, которое преобразуется человеческой деятельностью. Само это преобразование опирается на законы развития мира и может быть представлено как реализация маловероятных для естественной природной среды линий ее развития.

Большинство предметов и процессов искусственно созданной человеком "второй природы" не могут самопроизвольно возникать в нашей Метагалактике. Эволюция создаваемой человеком искусственной природной среды есть особая линия развития материи, возможная только в рамках человеческого общества.

Поиск по сайту: