В современной российской науке и философии утвердился материалистический подход к проблеме бытия и материи, согласно которому материя есть объективная реальность и основа бытия, первопричина, а все иные формы бытия — дух, человек, общество — проявления материи и производны от нее. Элементами структуры материи являются: неживая природа, живая природа, социум (общество).
Современные естественно-научные 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 пяти 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).
Вещество как форма материи
Рис. Типы классификации материи
Материя включает все воспринимаемые людьми объекты, а также и те объекты, которые пока еще не восприняты ни одним человеком, не «открыты». Например, не так давно по историческим меркам европейское общество, в том числе и самые авторитетные ученые, ничего не знали о целом континенте Америке. Но континент существовал, материальная составляющая там была представлена в самых различных формах, как и на большинстве других континентов (возможно, чуть менее разнообразен мир живой природы на Антарктиде). То же самое можно сказать о неоткрытых космических объектах: о пока неизвестных далеких звездах, планетах, кометах.
Материя проявляется во взаимоотношениях различных объектов, в их развитии. Материя актуализируется через свойства материальных объектов и через движение, характеризующее изменение их свойств и отношений между ними. Это иногда называют миром вещей. а материю — т.е. то, из чего состоят все вещественные объекты, — веществом. То есть вещество — это своеобразный «строительный материал» вещей.
Вещество, как и материя, имеет несколько трактовок. Сегодня принято считать, что это вид материи, которая обладает массой покоя. Важно иметь в виду, что какими бы разнообразными но своим свойствам и проявлениям не были формы материи, материальные объекты, «вещи», все вещество представляет собой связанные между собой элементарные частицы: протоны, нейтроны, электроны и др. Они взаимодействуют между собой, составляя «системы» микромира (мира который не может быть воспринят органами чувств человека, слишком грубыми для этого) — атомы и молекулы.
Молекула (molecula уменьшительное от лат. moles — масса) — понятие, которым обозначают наименьшую частицу вещества, обладающую химическими свойствами. До середины XIX в. для обозначения мельчайшей частицы использовали другие понятия (например, корпускула). Но впоследствии возникла необходимость различать атомы и мельчайшие частицы, которые из атомов состоят. В 1860 г. учеными-химиками было введено понятие «молекула».
Молекула может состоять из одного (у инертных газов) или нескольких атомов (у большинства химических элементов и их соединений). Кроме того, молекула может содержать атомы как одного (простые вещества; например, Н2, N2), так и нескольких различных (сложные вещества, такие, как Н2O, H2SO4 и др.) химических элементов. Из простых веществ могут образовываться сложные, возможен и обратный процесс. Сложные вещества при определенных условиях могут превращаться друг в друга.
Атомы (греч. atontas — неделимый) — частица вещества очень малой массы, которая состоит из отрицательно заряженных частиц электронов и ядра, в состав которого входят нейтроны и положительно заряженные протоны. Существуют и иные элементарные частицы.
Вещество может находиться в различных агрегатных состояниях — таких состояниях одного и того же вещества, при переходе в которые скачкообразно изменяются их параметры — плотность. свободная энергия. С самых древних времен были известны твердое, жидкое и газообразное состояние вещества. В твердых и жидких состояниях вещества молекулы находятся относительно недалеко друг от друга и связаны между собой. Причем расстояния между молекулами меньше, а связи между ними более существенные, когда вещество находится в твердом состоянии. Когда вещество переходит в газообразное состояние, расстояние между молекулами существенно возрастает, а взаимодействие молекул становится минимальным. Другими словами, газ отличается тем, что молекулы в нем находятся в свободном (а не в связанном, как, например, в жидкостях) состоянии. В твердых веществах атомы и молекулы «складываются» в так называемую кристаллическую решетку.
Современная наука добавила еще одно агрегатное состояние вещества. Это плазма (от греч. plasma — вылепленное, оформленное) — газ, который при нагревании или в результате электрического разряда приходит в особое состояние. Его молекулы (или атомы) оказываются не нейтральными, как при обычном состоянии газа, а заряженными. Газ становится ионизированным: в нем появляются ионы (заряженные положительно) и свободные электроны. Электроны и ионы плазмы взаимодействуют между собой на больших расстояниях, могут переносить электрический заряд.
Физические и магнитные поля
Однако материя не сводится к веществу. Она существует не только в виде вещей (и, соответственно, в виде вещества, из которого вещи состоят), но и в виде взаимодействий вещей (любых материальных предметов) и составляющих их частиц (например, протонов, электронов, ионов) между собой. Открытие и изучение этих взаимодействий привело к возникновению понятия «физические поля».
Физические поля — это особая форма материи, которая создается источниками поля — физическими телами («вещами»), частицами микромира, обладающими массой, а также заряженными частицами. Физические поля, как считается, обладают большим числом степеней свободы и могут различаться по своему характеру. Кроме того, они обладают энергией и импульсом, как и вещество, но не обладают массой покоя.
В качестве примеров могут служить поля гравитационные — создаваемые вокруг себя телами, обладающими массой (прежде всего большой массой; такие, как звезды, планеты). Результатом взаимодействия физических тел и одновременно проявлением гравитационных полей становятся силы притяжения. Они определяются массой взаимодействующих вещей и расстоянием между ними. Гравитационное поле тем сильнее, чем больше масса взаимодействующих сил и чем меньше расстояние между ними.
Другой пример — электромагнитное поле. Оно создается заряженными частицами, характеризуется напряженностью и потенциалом поля, представляет единство электрического и магнитного полей. Кроме того, выделяют поля ядерных сил, сильные и слабые взаимодействия, волновые поля.
Также считается, что могут существовать и определенным образом проявлять себя и свободные физические поля, т.е., действующие независимо от создавших их частиц. К таким полям относят электромагнитные волны. Это является дополнительным основанием рассматривать поля как особый вид материи.
Свойства физических нолей, закономерности, связанные с их возникновением, изменением продолжают активно изучаться естественными науками. Полученные знания используются в создании различных устройств и целых систем, играющих вес большую роль в жизни человека. Достаточно сказать об электроэнергии, о современных средствах массовой коммуникации, об информационных технологиях.
Таким образом, материя существует в виде вещества и поля. И это деление можно считать самой общей классификацией материи. Однако различного рода проявлений материи бесконечно много. Поэтому вопрос о возможных формах материи, а также о системе координат, в которой эти формы проявляются, представляется важным и требует отдельного рассмотрения.
0.069 сек.