Зміст
Введення
1. Властивості та будова матерії
2. Концепція атомізму. Дискретність і безперервність матерії
Висновок
Список літератури
Введення
Навколишній людини матеріальний світ представляє нескінченну безліч предметів і явищ, що володіють самими pазнообpазно властивостями. Незважаючи на відмінності всім їм притаманні два найважливіших ознаки:
1) всі вони існують незалежно від свідомості людини;
2) здатні впливати на людину, відображатися нашою свідомістю.
У домарксистського філософії склалися різні концепції матерії: атомістична (Демокpіт), ефірна (Декарт), речова (Гольбах). "... Матерія взагалі є все те, що впливає якимось чином на наші почуття" (Гольбах. Система природи). Спільним для всіх концепцій було ототожнення матерії з її конкретними видами і властивостями або з атомом, як з однією з найпростіших частинок лежать в основі будови матеpі.
Розробляючи наукове визначення матерії, К. Маpкс і Ф. Енгельс мали на увазі об'єктивний миp в цілому, всю сукупність складових його тел. Опіpаясь на діалектичний та історичний матеріалізм Маркса й Енгельса, В.І. Ленін далі розвинув це вчення, сфоpмулиpовать у роботі "Матеpіалізм і емпіpіокpітіцізм" поняття матерії. "Матерія є філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у її відчуттях, яка копіюється, фотогpафіpуется, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від них" [т.18, стp.131].
Від філософського поняття матерії потрібно відрізняти природничонаукові і соціальні уявлення про її види, стpуктуpе і властивості. Філософське розуміння матерії відображає об'єктивну реальність світу, а природничонаукові і соціальні уявлення виражають його фізичні, хімічні, біологічні, соціальні властивості. Матерія - це об'єктивний миp в цілому, а не те, з чого він складається. Окремі предмети, явища не складаються з матерії, виступають конкретними видами її існування, як, напpиклад, нежива, жива і соціально організована матерія, елементарні частини, клітини, живі організми, виробничі відносини і т.д. Всі ці форми існування матерії вивчаються різними природними, громадськими та технічними науками.
1. Властивості та будова матерії
Матерія - це все те, що прямо чи опосередковано діє на органи чуття людини та інші об'єкти. Навколишній світ, все існуюче навколо нас і виявляється безпосередньо або побічно за допомогою наших відчуттів представляє собою матерію, яка тотожна реальності. Невід'ємна властивість матерії - рух. Без руху немає матерії і навпаки. Рух матерії - будь-які зміни, що відбуваються з матеріальними об'єктами в результаті їх взаємодій. Матерія не існує в безформному стані - з неї утворюється складна ієрархічна система матеріальних об'єктів різних масштабів і складності.
Головна особливість природно-наукового пізнання полягає в тому, що для натуралістів становить інтерес не матерія або рух взагалі, а конкретні види матерії і руху, властивості матеріальних об'єктів, їх характеристики, які можна виміряти за допомогою приладів. У сучасному природознавстві розрізняють три види матерії: речовина, фізичне поле і фізичний вакуум.
Речовина - основний вид матерії, яка має масою. До речовим об'єктів відносяться елементарні частинки, атоми, молекули і численні утворені з них матеріальні об'єкти. У хімії речовини поділяються на прості (з атомами одного хімічного елемента) і складні - хімічні сполуки. Властивості речовини залежать від зовнішніх умов та інтенсивності взаємодії складових його атомів і молекул, що й обумовлює різні агрегатні стани речовини: тверде, рідке і газоподібне. При порівняно високій температурі утворюється плазмове стан речовини. Перехід речовини з одного стану в інший можна розглядати як один з видів руху матерії.
У природі спостерігаються різні види руху матерії, які можна класифікувати з урахуванням змін властивостей матеріальних об'єктів і їх впливів на навколишній світ. Механічне рух (відносне переміщення тіл), коливальний і хвильовий рух, поширення і зміна різних полів, теплове (хаотичне) рух атомів і молекул, рівноважні та нерівноважні процеси в макросистемах, фазові переходи між різними агрегатними станами (плавлення, пароутворення та ін), радіоактивний розпад, хімічні і ядерні реакції, розвиток живих організмів і біосфери, еволюція зірок, галактик і Всесвіту в цілому - все це приклади різноманітних видів руху матерії.
Фізичне поле - особливий вид матерії, що забезпечує фізична взаємодія матеріальних об'єктів та їх систем. До фізичних полів відносяться електромагнітне і гравітаційне поля, поле ядерних сил, а також хвильові (квантові) поля, які відповідають різним часткам (наприклад, електрон-позитронної полі). Джерелом фізичних полів є частки (наприклад, для електромагнітного поля - заряджені частинки). Створені частками фізичні поля переносять з кінцевою швидкістю взаємодія між ними. У квантовій теорії взаємодія обумовлюється обміном квантами поля між частинками.
Фізичний вакуум - нижча енергетичний стан квантового поля. Цей термін використовується в квантовій теорії поля для пояснення деяких мікропроцесів. Середнє число частинок - квантів поля - у вакуумі дорівнює нулю, однак у ньому можуть народжуватися віртуальні частинки - частки в проміжних станах, існуючі короткий час. Віртуальні частки впливають на фізичні процеси. У фізичному вакуумі можуть народжуватися пари частка - античастинка різних типів. При досить великій концентрації енергії вакуум взаємодіє з реальними частками, що підтверджується експериментом. Передбачається, що з фізичного вакууму, що знаходиться у збудженому стані, народилася Всесвіт.
Загальними універсальними формами існування і руху матерії прийнято вважати час і простір. Рух матеріальних об'єктів і різні реальні процеси відбуваються в просторі і в часі. Особливість природно-наукового уявлення про ці поняття полягає в тому, що час і простір можна охарактеризувати кількісно за допомогою приладів.
Час висловлює порядок зміни фізичних станів і є об'єктивною характеристикою будь-якого процесу або явища. Час - це те, що можна виміряти з допомогою годинника. Принцип роботи годин заснований на багатьох фізичних процесах, серед яких найбільш зручні періодичні процеси: обертання Землі навколо своєї осі, електромагнітне випромінювання збуджених атомів та ін Багато великих досягнень у природознавстві пов'язані з розробкою більш точних годин. Існуючі сьогодні еталони дозволяють виміряти час з дуже високою точністю - відносна похибка вимірювань становить близько 10 -11.
Тимчасова характеристика реальних процесів грунтується на постулаті часу: однакові у всіх відносинах явища відбуваються за однаковий час. Хоча постулат часу здається природним і очевидним, його істинність все ж відносна, так як його не можна перевірити на досвіді навіть за допомогою найдосконаліших годин, оскільки, по-перше, вони характеризуються своєю точністю і, по-друге, неможливо створити принципово однакові умови в природі в різний час. Разом з тим тривала практика природно-наукових досліджень дозволяє не сумніватися в справедливості постулату часу в межах тієї точності, яка досягнута в даний момент часу.
При створенні класичної механіки близько 300 років тому І. Ньютон ввів поняття абсолютного, або істинного, математичного часу, що тече завжди і скрізь рівномірно, і відносного часу як міри тривалості, що вживається в повсякденному житті і що означає певний інтервал часу: годину, день, місяць і т.д.
У сучасному уявленні час завжди відносна. З теорії відносності випливає, що при швидкості, близької до швидкості світла у вакуумі, час уповільнюється - відбувається релятивістське уповільнення часу, і що сильне поле тяжіння приводить до гравітаційного уповільнення часу. У звичайних земних умовах такі ефекти надзвичайно малі .
Найважливіша властивість часу полягає в його незворотності. Минуле у всіх деталях і подробицях не можна відтворити в реальному житті - минуле забувається. Незворотність часу обумовлена складною взаємодією багатьох природних систем, в тому числі атомів і молекул, і символічно позначається стрілою часу, "що летить" завжди з минулого в майбутнє. Незворотність реальних процесів в термодинаміці пов'язують з хаотичним рухом атомів і молекул.
Поняття простору набагато складніше поняття часу. На відміну від одновимірного часу, реальний простір тривимірно, тобто має три виміри. У тривимірному просторі існують атоми і планетні системи, виконуються фундаментальні закони природи. Однак висуваються гіпотези, згідно з яким простір нашого Всесвіту має багато вимірів, хоча з них наші органи почуттів здатні відчувати тільки три.
Перші уявлення про простір виникли з очевидного існування в природі твердих тіл, що займають певний об'єм. Виходячи з нього, можна дати визначення: простір виражає порядок співіснування фізичних тіл. Завершена теорія простору - геометрія Евкліда - створена більше 2000 років тому і до цих пір вважається зразком наукової теорії.
За аналогією з абсолютним часом І. Ньютон ввів поняття абсолютного простору, що існує незалежно від що у ньому фізичних об'єктів і може бути абсолютно порожнім, будучи як би світовою ареною, де розігруються фізичні процеси. Властивості простору визначаються геометрією Евкліда. Саме таке уявлення про простір лежить в основі практичної діяльності людей. Однак порожній простір ідеально, в той час як реальний навколишній нас світ заповнений різними матеріальними об'єктами. Ідеальне простір без матеріальних об'єктів позбавлене сенсу навіть, наприклад, при описі механічного руху тіла, для якого необхідно вказати інше тіло в якості системи відліку. Механічне рух тіл відносно. Абсолютного руху, як і абсолютного спокою тіл, в природі не існує. Простір, як і час, відносно.
Спеціальна теорія відносності об'єднала простір і час в єдиний континуум простір - час. Підставою для такого об'єднання служить принцип відносності і постулат про граничну швидкості передачі взаємодій матеріальних об'єктів - швидкості світла у вакуумі, приблизно рівної 300 000 км / с. З даної теорії випливає відносність одночасності двох подій, що відбулися в різних точках простору, а також відносність вимірювань довжин та інтервалів часу, вироблених в різних системах відліку, що рухаються відносно один одного.
Відповідно до загальної теорії відносності властивості простору - часу залежать від наявності матеріальних об'єктів. Будь-який матеріальний об'єкт викривляє простір, який можна описати не геометрією Евкліда, а сферичної геометрією Рімана або гіперболічної геометрією Лобачевського. Передбачається, що навколо масивного тіла при дуже великій щільності речовини викривлення стає настільки великим, що простір - час як би "замикається" локально саме на себе, відокремлюючи дане тіло від решти Всесвіту і утворюючи чорну дірку, яка поглинає матеріальні об'єкти і електромагнітне випромінювання. На поверхні чорної діри для зовнішнього спостереження час як би зупиняється. Передбачається, що в центрі нашої Галактики знаходиться величезна чорна діра. Однак є й інша точка зору. Академік Російської академії наук AA Логунов стверджує, що ніякого викривлення простору - часу немає, а відбувається викривлення траєкторії руху об'єктів, обумовлене зміною гравітаційного поля. На його думку, спостерігається червоне зміщення в спектрі випромінювання віддалених галактик можна пояснити не розширенням Всесвіту, а переходом посилається ними випромінювання від середовища з сильним гравітаційним полем у середу зі слабким гравітаційним полем, в якому знаходиться спостерігач на Землі.
2. Концепція атомізму. Дискретність і безперервність матерії
Будова матерії цікавить дослідників природи ще з античних часів. У Древній Греції обговорювалися дві протилежні гіпотези будови матеріальних тіл. Одну з них запропонував давньогрецький мислитель Аристотель. Вона полягає в тому, що речовина ділиться на більш дрібні частинки і немає межі його подільності. По суті, ця гіпотеза означає безперервність речовини. Інша гіпотеза висунута давньогрецьким філософом Левкіппа (V ст. До н. Е.) і розвинена його учнем Демокрітом, а потім його послідовником філософом-матеріалістом Епікура (ок.341-270 до н. Е.). У ній передбачалося, що речовина складається з найдрібніших частинок - атомів. Це і є концепція атомізму - концепція дискретного квантового будови матерії. За Демокріту, в природі існують лише атоми і порожнеча. Атоми - неподільні, вічні, незруйновані елементи матерії.
Реальність існування атомів аж до кінця XIX ст. піддавалася сумніву. У той час пояснення багатьох результатів хімічних реакцій не потребували понятті атома. Для них, як і для кількісного опису руху частинок, вводилося інше поняття - молекула. Існування молекул експериментально доведено французьким фізиком Жаном Перреном (1870 - 1942) при спостереженні броунівського руху. Молекула - найменша частка речовини, що володіє його основними хімічними властивостями і складається з атомів, з'єднаних між собою хімічними зв'язками. Число атомів у молекулі - від двох (Н 2, О 2, HF, KCl та ін) до сотень, тисяч і мільйонів (вітаміни, гормони, білки, нуклеїнові кислоти).
Неподільність атома як складової частини молекули довгий час не викликала сумнівів. Однак до початку XX ст. фізичні досліди показали, що атоми складаються з більш дрібних частинок. Так, в 1897 р. англійський фізик Д. Томсон (1856 - 1940) відкрив електрон - складову частину атома. У наступному році він визначив відношення його заряду до маси, а в 1903 р. запропонував одну з перших моделей атома.
Атоми хімічних елементів в порівнянні з спостерігаються тілами дуже малі: їх розмір - від 10 -10 до 10 -9 м, а маса - 10 -27 - 10 -25 кг. Вони мають складну структуру і складаються з ядер і електронів. У результаті подальших досліджень з'ясувалося, що і ядра атомів складаються з протонів і нейтронів, тобто мають дискретне будову. Це означає, що концепція атомізму для ядер характеризує структуру матерії на її нуклоном рівні.
В даний час прийнято вважати, що не тільки речовина, але і інші види матерії - фізичне поле і фізичний вакуум - мають дискретну структуру. Навіть простір і час, згідно з квантової теорії поля, у надмалих масштабах утворюють хаотично мінливу просторово-часову середу з осередками розміром 10 -35 м і часом 10 -43 с. Квантові осередки настільки малі, що їх можна не враховувати при описі властивостей атомів, нуклонів і т.п., вважаючи простір і час безперервними.
Основний вид матерії - речовина, що знаходиться в твердому і рідкому станах, - зазвичай сприймається як безперервна, суцільна середовище. Для аналізу та опису властивостей такої речовини в більшості випадків враховується тільки його безперервність. Проте те ж речовина при поясненні теплових явищ, хімічних зв'язків, електромагнітного випромінювання тощо, розглядається як дискретна середовище, що складається з взаємодіючих між собою атомів і молекул.
Дискретність і безперервність властиві й для іншого виду матерії - фізичного поля. Гравітаційне, електричне, магнітне і інші поля при вирішенні багатьох фізичних завдань прийнято вважати безперервними. Однак у квантовій теорії поля передбачається, що фізичні поля дискретні.
Для одних і тих же видів матерії характерна і безперервність, і дискретність. Для класичного опису природних явищ і властивостей матеріальних об'єктів досить враховувати безперервні властивості матерії, а для характеристики різних мікропроцесів - її дискретні властивості. Безперервність і дискретність - невід'ємні властивості матерії.
Висновок
В основі всіх природничих дисциплін лежить поняття матерії, закони руху і зміни якої вивчаються.
Невід'ємним атрибутом матерії є її рух, як форма існування матерії, її найважливіший атрибут. Рух у найзагальнішому вигляді - це всяка зміна взагалі. Рух матерії абсолютно, тоді як всякий спокій відносний.
Сучасні вчені - фізики опpовеpглі уявлення про пpостpанстве як про порожнечі, і про час, як про єдиний для Всесвіту.
Завдяки своїй теорії відносності Ейнштейн показав, що час і пpостpанство існують не самі по собі, а перебувають у тісному взаємозв'язку, втрачаючи свою самостійність і виступаючи при цьому як сторони єдиного цілого.
Весь досвід людства, в тому числі дані наукових досліджень, говорить про те, що немає вічних предметів, процесів і явищ. Навіть небесні тіла, що існують мільярди років, мають початок і кінець, виникають і гинуть. Адже, гинучи або pазpушаясь, предмети не зникають безслідно, а перетворює в інші предмети та явища. Цитата з ідей Бердяєва підтверджує це: "... Але для філософії, що існувала час, перш за все, а потім і пpостpанство, є породження подій, актів у глибині буття, до всякої об'єктивності. Первинний акт не передбачає ні часу, ні пpостpанства, він породжує час і пpостpанство ". Матерія вічна, несотвоpіма і незнищенна. Вона існувала завжди і скрізь, завжди і скрізь буде існувати.
Список літератури
Большаков А.В., Грехнев В.С., Добриніна В.І. Основи філософських знань. - М.: Товариство "Знання" Росії, 1997.
Карпенків С.Х. Сучасне природознавство. - М.: Академічний проект, 2003.
Карпенків С.Х. Концепції сучасного природознавства. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1997.
Концепції сучасного природознавства. - СПб.: Пітер, 2008.
Концепції сучасного природознавства / Под ред. В.Н. Лавриненко. - М.: Культура і спорт, ЮНИТИ, 1997.
Сучасне природознавство: Енциклопедія: У 10 т. - М.: Видавничий будинок МАГІСТР-ПРЕС, 2000. - Т.1. - Фізична хімія.
Філософське розуміння світу / За ред. В.В. Терентьєва. - М.: МІІТ, 1994.