Разновидности материи. Материя, ее свойства и виды. А. Опыты Резерфорда

Материя" - одно из фундаментальнейших поня­тий философии. Однако в различных философских системах его содержание понимается по-разному. Для идеалистической философии, например, харак­терно то, что она или совсем отвергает существование материи или отрицает ее объективность. Так, выдающийся древнегреческий философ Платон рас­сматривает материю как проекцию мира идей. Сама по себе материя у Платона ничто. Для того, чтобы превратиться в реальность, в ней должна воплотить­ся какая-нибудь идея.

У последователя Платона, Аристотеля, материя тоже существует лишь как возможность, которая превращается в действительность только в результа­те соединения ее с формой. Формы же в конечном итоге берут свое начало от Бога.

У Г. Гегеля материя проявляется в результате дея­тельности абсолютной идеи, абсолютного духа, Именно абсолютный дух, идея порождают материю.

Материя - философская категория для обозначения объективной реальности, кот. дана ч-ку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается, нашими ощущениями, существующая независимо от них. В этом определении выделено 2 признака материи: 1) Признание первичности материи по отношении к сознанию (объективность ощущения) 2) Признание принципиальной познаваемости мира. Ленин разграничивает философское понимание материи и естественнонаучные знания о существующем мире. Ленин способствовал преодолению кризиса в физике, связанного с включением принципа структурности материи и делимости атомов в научную картину мира.

МАТЕРИЯ (по Ленину) – есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана ч-ку в его ощущениях, которая копируется, фотографируется нашими чувствами, существуя независимо от них. Материя – это субстанция нашего мира. Субстанция – субстрат (некая основа, носитель) + его св-ва. Если раньше материя отождествлялась с атомом, то сейчас открыт электрон и материя относительна, природа бесконечна.

Виды материи : 1) Вещество – вид материи, имеющий массу покоя. Твердое, жидкое, газообразное, плазма. 2) Поле – не имеет массы покоя. Форма материи – совокупность различных материальных объектов и систем, обладающих единой качественной определенностью, проявляющ в общих св-вах и специфич для данной формы материи способов существования. Формы: 1) Социальная (ч-к, человеч общ-во, труд). 2) Биологическая (живая природа). 3) Химическая (атомы). 4) Физическая (низший – атомы, молекулы, поля).

В современной науке широко используется метод структурного анализа , при котором учитывается си­стемность исследуемых объектов. Ведь структурность - это внутренняя расчлененность материаль­ного бытия, способ существования материи. Струк­турные уровни материи образованы из определенно­го множества объектов какого-либо вида и характе­ризуются особым способом взаимодействия между составляющими их элементами. Применительно к трем основным сферам объективной действительно­сти эти уровни выглядят следующим образом:

Неорганическая природа	Живая природа	Общество
1.Субмикроэлементарный	Биологический макромолекулярный
2. Микроэлементарный	Клеточный
3. Ядерный	Микроорганический	Коллективы
4.Атомарный	Органы и ткани	Большие социальные группы (классы, нации)
5. Молекулярный	Организм в целом	Государство (гражданское общество)
6. Макроуровень	Популяция	Системы государства
7. Мегауровень (планеты, звездопланетные системы, галактики)	Биоценоз	Человечество в целом
8. Метауровень (метагалактики)	Биосфера	Ноосфера

Изучение проблем, связанных с философским анализом материи и её свойств является необходимым условием формирования мировоззрения личности, независимо от того, окажется ли оно в конечном счёте материалистическим или идеалистическим.

В свете изложенного достаточно очевидно, что очень важна роль определения понятия материи, понимания последней как неисчерпаемой для построения научной картины мира, решения проблемы реальности и познаваемости объектов и явлений микро- и мегамира.

Разумно такое определение: "...Материя есть объективная реальность, данная нам в ощущении"; "Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них". (В первом случае речь идет о материи как категории бытия, онтологической категории, во втором - о фиксирующем ее понятии, категории гносеологической).

Показана физическая недостаточность и противоречивость принятых в настоящее время определений материи. На основе введения континуальности в понитие материи даны новые определения материи, веществу, полю. Новые определения отражают генетическую связь между этими категориями. Для придания новым определениям физической достаточности использованы понятия энергии и информации. В качестве онтологической основы мира рассматривается непрерывная субстанция - материя, которая, вследствие своей непрерывности, непосредственно не наблюдаема и непосредственно никак себя не проявляет. Вещество и поле представляют собой составные сущности, в которых материя является лишь одной из составляющих.

1.Материя.

В философии материя определяется как субстанция (основа) всех вещей и явлений в мире...несотворима и неуничтожима, всегда стабильна в своей сущности .

Обратим внимание на тот факт, что в формулировке говорится о материи как об основе всех вещей и явлений, а не как о самих вещах и явлениях. В то же время, очень часто категории материи и вещества разграничиваются не четко и даже отождествляются, что является неправильным. По этому поводу можно привести множество примеров.

Всем хорошо известно такое определение материи : "Материя - это философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от нас ".

Фразу "дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями " правильнее относить к веществу, а не к материи. В этой формулировке не видно того, что должно лежать в основе всех вещей. К признакам материи в этой формулировке можно отнести разве что независимость существования. Как видим, такая формулировка вступает в противоречие с философским определением материи.

В философском определении прослеживается физическая недостаточность определения материи. Во второй формулировке налицо явное внутреннее противоречие и та же физическая недостаточность определения материи. Очевидно это послужило поводом для последующей расшифровки этих определений. Так, в вслед за приведенным выше определением следует еще одно определение материи. "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 все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента ".

Попытка дать физическое определение материи снова привела к противоречиям. В "бесконечном множестве всех существующих в мире объектов и систем" опять узнается вещество. А фраза: "включает в себя не только все непосредственно наблюдаемые объекты и тела природы, но все те, которые в принципе могут быть познаны в будущем на основе совершенствования средств наблюдения и эксперимента" вновь подводит к упомянутым в предыдущей формулировке "ощущениям". И в этой формулировке опять мы узнаем вещество, а не то, что должно лежать в его основе.

Такое обилие разных и противоречивых формулировок материи говорит о том, что непротиворечивой, адекватной формулировки ее до сих пор не найдено ни в философии ни в физике. На наш взгляд такое положение дел вносит большую путанницу в понимание материи и вещества, не позволяет найти решение фундаментальных физических проблем и не позволяет ответить на вопрос: "что является онтологической основой мира?" Попытки положить в основу мироздания вещественную частицу ни к чему не привели. Такой "первокирпичик" до сих пор не найден. Весь путь развития физики показал, что никакая вещественная частица не может претендовать на фундаментальность и выступать в качестве основы мироздания. Свойства и характеристики вещества проистекают от его главного признака - дискретности. Дискретное вещество принципиально не может выступать в качестве фундаментальной основы мира. Поскольку материи отводится роль основы всех вещей и явлений, то необходимо найти для нее такое физическое определение, чтобы оно отражало генетическую связь материи и вещества. При этом необходимо учитывать, что время вне материи не существует.

Из вышеизложенного видно, что попытки перейти от обобщенного философского понимания материи к более глубокому и конкретному физическому ее пониманию оказались неудачными и привели к подмене понятий и к отождествлению материи и вещества.

На то, что материя должна обладать особенными качествами, вкорне отличными от признаков, присущих веществу, указывали многие мыслители. Известно утверждение И.Канта: "Дайте мне материю, и я покажу вам как из нее должен образоваться мир ". Очевидно, не нашлось никого, кто дал бы ему материю, поскольку до сих пор нет непротиворечивого понимания как образовался мир. Очевидно также, что Кант не считал окружающий его вещественный мир материей, поскольку хотел показать как из материи должен образоваться этот мир.

Способность материи быть основой вещей и явлений требует, чтобы она обладала совершенно уникальным качеством. Это качество должно придавать ей фундаментальность и быть таким, чего напрочь лишено вещество. Основной признак вещества - его дискретность. Поэтому, единственное качество, каким не обладает вещество и каким, соответственно, должна обладать материя, - есть непрерывность. Здесь стоит опереться на континуализм Аристотеля, который считал, что материя сплошь непрерывна и отрицал существование пустоты .

После таких уточнений, мы даем следующее определение материи:

"Материя - это непрерывная субстанция, основа бытия, обладающая свойством времени, информационно-энергетического возбуждения и дискретного воплощения."

Материя существует в виде непрерывной субстанции, сплошной среды, в которой отсутствует какая бы то ни было дискретность и отсутствуют какие бы то ни было меры. Отсюда следует, что материя не может быть дана в ощущениях. Она бесструктурна. Ощущать можно вещественные, дискретные объекты, имеющие меры. Никакие средства наблюдения не могут "наблюдать" материю, поскольку она непрерывна, бесструктурна и не имеет никаких мер. Материя ненаблюдаема в принципе. Наблюдаемы вторичные производные материи - поле и вещество. Лишь они даются в ощущениях. В этой формулировке отражена генетическая связь материи и вещества и подчеркивается первичность и фундаментальность материи.

На современном уровне знаний, в развитие континуализма Аристотеля, необходимо признать в качестве физических сущностей и подлинный континуум и дискретные объекты. Между ними явно просматривается взаимосвязь и имеют место взаимопереходы. В чем состоит взаимосвязь таких противоречивых сущностей? По каким законам происходят переходы непрерывного в дискретное и дискретного в непрерывное? Большинство проблем физики остались нерешенными из-за отсутствия ответов на эти вопросы. По тем же причинам не было четкого разграничения между материей и веществом, а физика, именуя себя материалистической наукой, на самом деле ничего кроме вещества и полей не изучала. Физика изучала не первичное - материю, а ее вторичные проявления - поле и вещество. Таким образом, основа всего сущего - материя, оказалась вне поля зрения этой науки. Здесь стоит вспомнить утверждение Ильи Пригожина о том, что "наука сегодня не является... материалистической" . С учетом разграничения понятий вещества, поля и материи, авторы полностью согласны с таким утверждением.

Перед современной наукой встает задача раскрыть связь между непрерывным и дискретным как конкретными физическими сущностями и раскрыть механизм их взаимопереходов, если таковые имеют место.

В современной физике считается, что роль фундаментальной материальной основы мира выполняет физический вакуум. Физический вакуум - непрерывная среда, в которой нет ни частиц вещества ни поля. Вакуум физический является физическим объектом и не есть лишенное всяких свойств "ничто". Физический вакуум непосредственно не наблюдается, но проявление его свойств наблюдается в экспериментах. В результате поляризации вакуума электрическое поле заряженной частицы отличается от кулоновского. Это приводит к лембовскому сдвигу энергетических уровней и к появлению аномального магнитного момента у частиц. Физический вакуум в условиях информационно-энергетического возбуждения порождает вещественные частицы - электрон и позитрон. Вакуум есть физический объект, обладающий свойством непрерывности. Непрерывный вакуум порождает дискретное вещество. Вещество своим происхождением обязано физическому вакууму. Чтобы понять суть этой среды, надо оторваться от стереотипного, догматического понимания "состоять из". Мы привыкли, что наша атмосфера - это газ, состоящий из молекул. Долгое время в науке господствовало понятие "эфир". И сейчас можно встретить сторонников концепции светоносного эфира или существования "менделеевского эфира", состоящего из химических элементов легче водорода. Менделеев хотел решить вопрос на вещественном, дискретном уровне организации материи, а решение было "этажом" ниже на вакуумном, континуальном уровне. Причем материя на этом нижнем этаже обладает свойством непрерывности. Но Менделеев не знал о существовании этого "вакуумного этажа". Осознание системной организации вещественного мира во Вселенной и материального единства мира, является величайшим достижением человеческой мысли. Однако существующая система структурных уровней организации мира пока выглядит лишь "эскизным наброском". Она не завершена снизу и сверху, системно непоследовательна, концептуально недоосмыслена. Она не ориентирована на генетическую взаимосвязь уровней и на естественое саморазвитие. Незавершенность снизу предполагает выяснение величайшей тайны природы - механизма происхождения дискретного вещества из континуального вакуума . Незавершенность сверху требует раскрытия еще одной тайны - связи физики микромира и физики Вселенной.

В данной статье на основе онтологического понятия материи даётся анализ и определение понятия физической материи, имеющей решающее значение для вывода теоретической физики из кризиса ХХ века.

Введение. Как известно , на рубеже XIX и XX в.в. разразился великий кризис классической физики. Открытия конца XIX в. - рентгеновских лучей (1895), естественной радиоактивности (Беккерель, 1896), электрона (Дж. Томсон, 1897), радия (Пьер и Мария Кюри, 1898), квантового характера излучения (Планк, 1900) были началом революции в науке. Были разрушены ранее господствовавшие представления о неизменности химических элементов, о безструктурности атома, о независимости движения от материальных масс, о непрерывности излучения. Начиная с этого момента, стали быстро множиться новые и новые экспериментальные данные, говорящие о существовании микромира. Для его описания нельзя было применять те основные понятия, принципы и законы, которые вырабатывались физикой XIX века при изучении макротел.

Современная официальная физика считает, что кризис разрешился появлением теории относительности, квантовой механики, Большого взрыва и других подобных теорий, противоречащих логике .

Тем самым выход из великого кризиса физики, казалось бы, был найден. И всё же до сих пор остаётся сомнение, была ли квантово-релятивисткая физика единственно возможным выходом из кризиса. Более того, в настоящее время в квантовой физике и в теории относительности выявляется всё больше проблем и противоречий, таких как индетерминизм в явлениях природы, расходимости и бесконечности при анализе структуры электрона и теплового спектра, обнаружение сверхсветовых скоростей, нераскрытая и противоречивая структура ядер и элементарных частиц. Поэтому складывается впечатление, что квантово-релятивисткая физика не устранила кризис, но лишь отсрочила его, посредством формальных согласующих приёмов, устранивших противоречия лишь поверхностно, внешне, но сохранив их в латентной форме. А сами корни противоречий, приведших к кризису, не были вскрыты [3 ].

Разрешение кризиса требовало создания новой картины мира, для чего были необходимы новые логико-гносеологические принципы. Формулировка этих принципов должна была начаться с пересмотров критериев материальности, которые не замыкались бы на поисках какого-то первоначала мира, и учитывали бы новые физические реальности. Кризис в физике привёл к новому пониманию представлений о материи, движении, пространства и времени и возникновению диалектического материализма, давшего новое универсальное определение понятию материи: «Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отражается нашими ощущениями, существуя независимо от них » . Отсюда вытекают следующие свойства материи: объективность, неисчерпаемость, познаваемость, несотворимость и неуничтожимость.

Из выше изложенного следует, что материя как объективная реальность существует не как некий материал, из которого строятся все конкретные вещи, а отражает бесчисленное множество вещей, их свойств и отношений, что предполагает существование многообразных видов материи, которые в современной науке трактуются как уровни её структурной организации. Таким образом, диалектический материализм покончил с прежней натурфилософией, определив материальную субстанцию как нечто, находящееся вне отдельных вещей, а равным образом и некий предельно общий для всех вещей признак, свойства которого можно было бы зафиксировать как что-то конкретное, осязаемое, но в то же время принадлежащее всем без исключения телам в бесконечности Вселенной.

Определение физической материи. Диалектический материализм утверждает, что материя не является чем-то неизменным, но находится в состоянии непрерывного изменения, развития - движения, понимаемого в общем, философском смысле этого слова. «Движение есть форма бытия материи. Нигде и никогда не бывало и не может быть материи без движения?» . Движущуюся материю можно познавать, лишь, рассматривая частные, конкретные формы материи и её движения, причём эти частные формы материи и её движения следует рассматривать не изолированно, но в их взаимосвязи .

Соответственно многообразию явлений природы существует и множество различных видов движения материи. Но среди этого многообразия можно выделить несколько основных форм движения , каждая из которых охватывает более или менее широкий круг явлений, родственных в определенном отношении. Неразрывность материи и движения выражается не только в том, что материя не может быть без движения, но также в том, что между каждой из форм движения и теми материальными объектами, способом существования которых они являются, имеется вполне определенное соответствие, определенная внутренняя связь.

Это значит, что каждой форме движения материи ставится в соответствие одна форма материи и наоборот.

Простейшей формой движения материи является физическая , которой соответствует физическая материя.

Понятие материи в физике - центральное, поскольку физика изучает основные свойства вещества, типы фундаментальных взаимодействий, законы движения различных систем (простые механические системы, системы с обратной связью, самоорганизующиеся системы) и т.д. Эти свойства и законы определенным образом проявляются в технических, биологических и социальных системах, в силу чего физика широко используется для объяснения происходящих в них процессов. Все это сближает философское понимание материи и физическое учение о ее строении и свойствах.

Особенности и современное состояние физического понятия материи отражено в работе : “Физическое понятие материи довольно существенно отличается от онтологического понятия. Оно складывается со становлением экспериментального естествознания 17 в. под влиянием как философских представлений, так и ради нужд эксперимента. Для Галилея первичные качества материи - это ее арифметические (исчислимость), геометрические (форма, величина, положение, касание) и кинематические (подвижность) свойства. Кеплер усматривает в материи две изначальных, диалектически противопоставленных силы: силу движения и силу инерции. В классической ньютоновской механике основные свойства материи - это инерция (инертная масса), способность сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, и тяжесть - способность тяжелых масс взаимно притягиваться по закону гравитации. Материи противопоставляется энергия - (-)способность совершать механическую работу, или проявлять силу в движении. Другие признаки материи: сохранение массы во всех физических и химических процессах; тождество инертной и тяжелой массы, отличие материи от пространства и времени.

Уже у Лейбница и Канта материя оказывается полностью сводимой к проявлениям силы. У Канта она зависима от пространства и времени как первичных форм чувственности. К нач. 20 в. понятие материи как носителя массы, отличного от силы и энергии, с одной стороны, от пространства и времени, с другой, - расшатывается. В частности, напр., сам процесс взвешивания, сведение массы к весу, устраняет барьер между инертностью как признаком вещества и силой. Уже второй закон Ньютона определяет массу через соотношение силы и ускорения. Открытие неевклидовых геометрий поставило вопрос об их физическом смысле и сделало проблематичным физическое понятие пространства. Кроме того, предпринимались попытки объяснить массу как чисто электромагнитно-индуктивный эффект, причем масса должна рассматриваться в этом случае как величина, зависимая от скорости. Наконец, теория относительности Эйнштейна поставила массу в окончательную зависимость от скорости. Масса и энергия в формуле Ε = mс 2 эквивалентны друг другу и взаимозаменимы. Закон сохранения действителен теперь лишь применительно к “сумме” массы и энергии, т. н. “массэнергии”. В то же время пространство, или пространственно-временной континуум, утрачивает “онтологичекое” отличие от материи. И то, и другое рассматриваются теперь как различные аспекты той же реальности и, в конечном счете, отождествляются. В современной физике не сохранилось ни одного из классических определений материи. Однако как философия, так и физика предпочитают обходить это ставшее неопределенным и темным понятие, заменяя его другими - пространство-время, хаос, система и др.”

С позиций философии и физики начала ХХI в. со всей очевидностью просматривается теоретический разрыв в определениях между онтологическим представлением понятия материи (см. выше) и ее представлении в конкретных видах наук. ”Развитие диалектического материализма вширь привело к тому, что отчетливо обозначилось отставание в разработке ядра этой философии — учения о материи — от общего объема научных знаний. В этом отставании видится одна из причин кризисных явлений в физике.“

В настоящее время современная наука предполагает существование трех форм физической материи: вещество, поле (в классическом смысле) , материальные объекты неясной физической природы.

Наличие множества форм физической материи противоречит выше приведенному утверждению: одна форма движения материи - одна форма материи. Для устранения этого противоречия проведем анализ форм физической материи по критерию их материальности.

Вещество в физике понимается, как правило, как вид материи, состоящий из фермионов или содержащий фермионы наряду с бозонами; обладает массой покоя, в отличие от некоторых типов полей, как например электромагнитное. Обычно (при сравнительно низких температурах и плотностях) вещество состоит из частиц, среди которых чаще всего встречаются электроны, протоны и нейтроны. Последние два образуют атомные ядра, а все вместе - атомы (атомное вещество), из которых - молекулы, кристаллы и т. д.

Каждому веществу присущ набор специфических свойств - объективных характеристик, которые определяют индивидуальность конкретного вещества и тем самым позволяют отличить его от всех других веществ. К наиболее характерным физико-химическим свойствам относятся константы - плотность,температура плавления, температура кипения, термодинамические характеристики, параметры кристаллической структуры. К основным характеристикам вещества принадлежат его химические свойства.

Вещество существует в трёх агрегатных состояниях - твёрдом, жидком и газообразном .

Поле в физике - физический объект, классически описываемый математическим скалярным, векторным,тензорным, спинорным полем (или некоторой совокупностью таких математических полей), подчиняющимся динамическим уравнениям (уравнениям движения, называемым в этом случае уравнениями поля или полевыми уравнениями - обычно это дифференциальные уравнения в частных производных).

Исторически понятие поля было введено в научный обиход М. Фарадеем, а затем применено Дж. К. Максвеллом как математическое оформление теории, ставшей основой классической электродинамики. В настоящее время понятие поля как не имеет определения, так и не раскрыта его физическая сущность. Таким образом, утверждать о том, что поле это объективная реальность, существующая вне сознания не приходится. Достаточное и необходимое обоснование нематериальности поля приведено в работе :”Более сложная ситуация возникла вокруг компоненты парадигмы, содержащей представление о материи как единой сущности. Ситуация обусловлена тем, что многие философы-материалисты, наблюдая разнообразие природных процессов и несводимость их в единую теорию, стали рассматривать материю как совокупность различных ее видов или форм. В этом случае казалось, что каждому объекту природы, кардинально отличающемуся от других объектов, можно сопоставить свой вид материи. Такой подход обеспечивал сосуществование идеалистической по своему генезису науки и материалистической философии, позволял вводить необходимые поправки в трактовку физических объектов и явлений. Поправки придавали метафизической науке материалистический оттенок. Так появилось представление о различных полях как видах материи и тезис “поле — вид материи” получил широкое распространение… …тезис “поле — вид материи” оказался не только малоэффективным, но и продуцирующим непреодолимые трудности. Дело в том, что полей в физике довольно много. Следовательно, для описания полей надо привлекать множество различных видов материи. Поскольку же вид материи — это, прежде всего, особая материя, то наш мир должен был бы состоять из множества материй. В случае множества материй, мы наблюдали бы множество миров и говорить о едином мире и единстве природы не приходится.»

Материальные объекты неясной физической природы (Тёмная материя, Тёмная энергия). Эти объекты были введены в научный обиход для объяснения ряда астрофизических и космологических явлений.

Тёмная материя в астрономии и космологии, а также в теоретической физике - гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и напрямую не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение. Вывод о существовании тёмной материи сделан на основании многочисленных, согласующихся друг с другом, но косвенных признаков поведения астрофизических объектов и по создаваемым ими гравитационным эффектам. Ожидается, что обнаружение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.

Из выше изложенного можно сделать вывод, что физическая материя имеет единственную форму, которая тождественна понятию вещества. Однако, как известно , «вещественное» значение термина (термин «материя» происходит от лат. materia – вещество) удерживалось вплоть до XX века, когда произошла революция в физике, означавшая кризис одностороннего, основанного на обязательном чувственном восприятии, понимания материи, составлявшего суть концепции метафизического материализма. В философском отношении значение этой революции — разрушение последней цитадели метафизики – представления об атомах, как кирпичиках мироздания и переход на новый качественный уровень знаний о строении материи. Квантово-релятивистская физика, для которой электрон это безструктурная частица, фотон - безмассовая, а нейтрино - частица без электрического заряда и т. п., также ничего не смогла дать для развития представлений о физической материи.

В современной науке 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 составные части, организованные в целостность. Очевидно, что решение проблемы представления физической материи невозможно без использования методологии системного анализа. В данной работе в качестве такой методологии используется общая теория систем Ю. Т. Урманцева (ОТС) , отличающаяся от других полнотой, достаточностью и алгоритмизируемостью процесса системного анализа.

Определение понятия физической материи проведено с использованием С-метода ОТС. В соответствии с С-методом построим систему материи.

Исходя из системного подхода к природе вся материя делится на два больших класса материальных систем - неживую и живую природу. В системе неживой природы структурными элементами являются: элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, макроскопические тела, планеты и планетные системы, звезды и звездные системы, галактики, метагалактики и Вселенная в целом. Соответственно в живой природе основными элементами выступают белки и нуклеиновые кислоты, клетка, одноклеточные и многоклеточные организмы, органы и ткани, популяции, биоценозы, живое вещество планеты.

По основанию критерия материальности выделим множество первичных элементов, все многообразие которых представлено в виде объектов живой и неживой природы. В современной физике это многообразие объектов обычно распределяют в три группы: микромир, макромир и мегамир . Микромир, макромир и мегамир тесно связаны между собой.

Наложим на эти элементы отношения взаимосвязи и взаимодействия.

На рубеже XX и XXI веков стало интенсивно развиваться новое научное направление, называемое уровневой физикой. Основная ее идея заключается в том, что движущаяся материя имеет несколько структурных уровней и что каждому уровню структуры материи соответствуют свои материальные объекты, характеризуемые энергией, размер порядка которой соответствует только данному уровню. Из этого следует, что каждому уровню структуры материи соответствует своя среда. Различие между структурными уровнями заключается в различии свойств материальных объектов, заполняющих среду каждого уровня. При этом объекты конкретного структурного уровня материи состоят из объектов среды иерархически более высокого структурного уровня. И более высокие уровни вложены в более низкие уровни.

В соответствии с агрегатным состоянием вещества (твердое тело, жидкость, газ), а также с его структурными уровнями организации образуем множество композиций системы.

На основании вышеизложенного дадим следующее определение.

Физическая материя это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов живой и неживой природы, структурированных уровнями организации и находящихся в одном из агрегатных состояний.

На основе данного определения построим систему классификации физической материи.

В физической материи выделяются два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы. По другому критерию – масштабам представления – выделяют три основных структурных уровня материи:

микромир – мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10 -8 до 10 -16 см, а время жизни – от бесконечности до 10 -24 секунды;

макромир – мир макрообъектов, соизмеримых с человеком и его опытом. Пространственные величины макрообъектов выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах (10 6 – 10 7 см), а время – в секундах, минутах, часах, годах, веках;

мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояния в котором измеряются астрономическими единицами, световыми годами и парсеками (до 10 28 см), а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет.

По структурному уровню организации:

элементарные частицы;

молекулы;

макроскопические тела;

планеты и планетные системы;

звезды и звездные системы;

галактики;

метагалактика (наблюдаемая часть Вселенной);

Вселенная.

В соответствии с агрегатным состоянием вещества:

твердое тело,

жидкость,

Выводы. Основной для решения кризисных проблем в физике, в частности, представление физической материи, является диалектический материализм, играющий важную методологическую и мировоззренческую роль в интеграции современных научных знаний в условиях научно-технической революции, в частности, давшее новое универсальное определение понятию материи.

Приведен анализ существующих видов материи и их соответствии онтологическому понятию материи.

На основе методологии системного анализа ОТС дано определение физической материи, устраняющее теоретический разрыв между онтологическим и физическим пониманием материи.

На основе методологии системного анализа ОТС предложен алгоритм классификации физической материи. Результат отражен в Таблице. Классификация физической материи.

Предложенная классификация физической материи является следствием закона композиции, который накладывает на физическую материю ряд ограничений, одним из которых является агрегатное состояние газ для всех структурных уровней организации материи. Это ограничение окончательно обосновывает нематериальность таких видов материи, как поле и материальные объекты неясной физической природы.

Таблица. Классификация физической материи.

Литература :

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Классическая физика.
2. http://arxiv.su/blogs/users/pkaravdin/63526/ Каравдин П. А. О ПРИЧИНЕ КРИЗИСА ФИЗИКИ.
3. http://ritz-btr.narod.ru/index.html#O Семиков С. КРИЗИС КЛАССИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ НАЧАЛА XX ВЕКА: БЫЛА ЛИ НЕКЛАССИЧЕСКАЯ ФИЗИКА ВЫХОДОМ ИЗ НЕГО?
4. Ленин В.И. Материализм и эмпириокритицизм. Полн. Собр. соч.. Т.18. С.131.
5. Энгельс Ф., Анти-Дюринг, стр. 56-57, Госполитиздат, 1950.
6. Фриш С.Э. Представление о массе и энергии в современной физике // УФН. - 1952. - Т. 48, вып. 10. 7.
7. http://psylib.org.ua/books/konst01/index.htm Ф.В.Константинов и др. ДИАЛЕКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛИЗМ В кн.: Основы марксистской философии. 2-е изд., с. 69-294 М.: Политиздат, 1963.
8. Бородай T. Ю. Новая философская энциклопедия: В 4 тт. М.: Мысль. Под редакцией В. С. Стёпина. 2001.
9. Блинов В.Ф. Физика материи. Киев, 2009. – 422 с.
10. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Вещество.
11. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Агрегатное состояние.
12. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Поле (физика).
13. https://ru.wikipedia.org/wiki/ Темная материя.
14. http://www.studfiles.ru/all-vuz/184/folder:4980/ философия. Революция в науке конца XIX– начала XX веков и ее значение в дальнейшем развитии современного материалистического взгляда на мир.
15. http://www.enc-dic.com/enc_epist/Sistemn-podhod-665.html Системный подход. Энциклопедия эпистемологии и философия науки.
16. http://www.sci.sha.ru Урманцев Ю.Т. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ: СОСТОЯНИЕ, ПРИЛОЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ.
17. http://www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/guseihan/index.php Гусейханов М., Раджабов О. Концепции современного естествознания: Учебник. М. — 2007 .
18. http://www.physicalsystems.org/ Коган И.Ш. Что такое материя, движение, среда, вещество?

Лямин В. С., Лямин Д. В.

Вещество и поле - фундаментальные физические понятия, обозначающие два осн. вида материи на макроскопическом уровне:

Вещество - совокупность дискретных образований, обладающих массой покоя (атомы, молекулы и то, что из них построено);

Поле - вид материи, характеризующейся непрерывностью и имеющей нулевую массу покоя (электромагнитное П. и П. тяготения - гравитационное).

Открытие поля как вида материи имело огромное философское значение, т. к. обнаружило несостоятельность метафизического отождествления материи с веществом.

Разработка Лениным диалектико-материалистического определения материи во многом опиралась на философское обобщение развития учения о П. На субатомном уровне (т. е. на уровне элементарных частиц) различие В. и п. становится относительным. П. (электромагнитное и гравитационное) утрачивают чисто непрерывный характер: им необходимо соответствуют дискретные образования - кванты (фотоны и гравитоны). А элементарные частицы, из к-рых состоит вещество - протоны, нейтроны, электроны, мезоны и т. д. - выступают как кванты соответствующих нуклонных, мезонных и др. полей и утрачивают свой чисто дискретный характер.

Неправомерно на субатомном уровне различать В. и п. и по наличию или отсутствию массы покоя, т. к. нуклонные, мезонные и т. д. поля обладают массой покоя. В совр. физике поля и частицы выступают кан две неразрывно связанные стороны микромира, как выражение единства корпускулярных (дискретных) и волновых (континуальных, непрерывных) свойств микрообъектов. Представления о П. выступают также как основа для объяснения процессов взаимодействия, воплощая принцип близкодействия.

26.Корпускулярно-волновой дуализм .

В 1924 г. произошло одно из величайших событий в истории физики: французский физик Луи де Бройль выдвинул идею о волновых свойствах материи. В своей работе «Свет и материя» он писал о необходимости использовать волновые и корпускулярные представления не только в соответствии с учением Энштейна в теории света, но также и в теории материи.

Бройль утверждал, что волновые св-ва, наряду с корпускулярными, присущи всем видам материи: электронам, протонам, атомам, молекулам и даже макроскопическим телам.

Согласно Бройлю, любому телу с массой m, движущемуся со скоростью v, соответствует волна

Фактически аналогичная формула была известна раньше, но только применительно к квантам света – фотонам.

В 1926 г. австрийский физик Шредингер нашел математическое уравнение, определяющее поведение волн материи, так называемое уравнение Шредингера. Английский физик Дирак обобщил его.

Смелая мысль Бройля о всеобщем «дуализме» частицы и волны позволила построить теорию, с помощью которой можно было охватить св-ва материи и света в их единстве.

Однако гипотеза де Бройля нуждалась в опытном подтверждении. Наиболее убедительным свидетельством существования волновых св-в материи стало обнаружение в 1927г. дифракции электронов американскими физиками Дэвиндсоном и Дмермером.

Во всех случаях результаты полностью подтверждали гипотезу де Бройля. Признание корпускулярно-волнового дуализма в современной физике стало всеобщим. Любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых св-в.

Тот факт, что один тот же объект проявляется и как частица и как волна, разрушал традиционные представления.

В окружающей нас природе встречаются самые разнообразные вещества: вода, песок, дерево, сталь, камень и т. п. По-другому все вещества часто называют материей. Материя может находиться в одном из трех состояний это твердое, жидкое и газообразное состояние. Хотя имеется и четвертое состояние – плазма (ионизированный газ). Но мы не будем углубляться в теорию.

Но при изучении электротехники, как и многих других наук, возникает вопрос о строении самого вещества . Не зная строения вещества, нельзя глубоко уяснить основных явлений электротехники, радиотехники, ядерной физики и др. Исследования строения вещества были начаты тысячи лет назад и продолжаются до сих пор. Ученые все глубже проникают в «тайны» строения вещества, используя их на благо человечества.

В природе встречаются простые и сложные вещества.

Простые вещества, называемые химическими элементами, является кирпичиком в «постройке» материи. То есть элемент не делится на более простые субстанции химическим путем. На сегодняшний день известно 118 элементов, хотя в природе существует 94 (24 получены искусственным путем). Все эти элементы вы можете наблюдать в Периодической системе Д. И. Менделеева.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Простым веществом называется такое вещество, которое не может быть химически разложено.

Сложное вещество или соединение - это комбинация более двух химических элементов, которая может быть разделена химическим способом. Примером здесь можно привести воду, которая состоит из кислорода и водорода.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Сложное вещество - это такое вещество, которое можно химическим путем разложить на составляющие его простые вещества.

Когда простые вещества входят в состав сложного, то они теряют свои характерные химические свойства. Вода, например, резко отличается по своим свойствам от газов водорода и кислорода, из которых она состоит.

Все вещества, простые и сложные, состоят из атомов и молекул. Что же значат все эти определения?

Молекула - эго наименьшая частица вещества, которую можно отделить от тела и которая обладает всеми свойствами, присущими данному телу.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Молекула – это комбинация двух и более атомов.

Молекула простого вещества состоит из одинаковых атомов. Примерами простых веществ могут служить: медь, железо, кислород и т. д.

Молекула сложного вещества состоит из нескольких различных по своему строению атомов. Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

Молекулы любого вещества находятся в постоянном хаотическом движении. В зависимости от степени связи между молекулами мы различаем твердые, жидкие и газообразные вещества.

Наиболее тесную связь имеют молекулы твердого вещества, а наименее тесную - молекулы газообразного вещества.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ: Атом – это наименьшая элементарная частица, сохраняющая свойства элемента, в который она входит.

В атоме любого вещества количество электронов и протонов одинаковое, а значит, общий отрицательный заряд электронов равен положительному заряду ядра. Эти заряды уравновешиваются, и сам атом никаких электрических свойств не проявляет, или, как говорят, электрически нейтрален.

Если атом (или молекула) по какой-либо причине потеряет несколько электронов (при столкновении с другими атомами, при нагревании и т. д.), то он окажется положительно заряженным. Такой атом (или молекула) называется положительным ионом.

Наоборот, если у атома (или молекулы) окажется избыток электронов, то он станет отрицательно заряженным. Отрицательно заряженный атом (или молекула) называется отрицательным ионом.

Разноименно заряженные ионы притягиваются друг к другу и образуют электрически нейтральную частицу вещества.