SHPORA.net :: PDA

Login:
регистрация

Main
FAQ

гуманитарные науки
естественные науки
математические науки
технические науки
Search:
Title: | Body:

3 Современная наука о строении материи. Материальное единство мира.


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 электростатиче¬ского отталкивания, но вокруг них образуются общие электронные оболочки, которые как бы стягивают эти ядра, не давая им разле¬теться 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. В простейшем слу¬чае — у атома водорода — ядро состоит из одной частицы — протона. Ядра более сложных атомов образованы путем взаимо¬действия протонов и нейтронов, которые внутри ядра постоянно превращаются друг в друга а образуют особые целостности — нуклоны, частицы, которые часть времени пребывают в протонном, а часть — в нейтронном состоянии. Наконец, и протон, и нейт¬рон — сложные образования. В них можно выделить специфи¬ческие элементы — кварки, которые взаимодействуют, обменива¬ясь другими частицами — глюонами (от лат. gluten — клей), как бы «склеивающими» кварки. Протоны, нейтроны и другие частицы, которые физика объединяет в группу адронов (тяжелых частиц), существуют благодаря кварк-глюонным взаимодействиям.

Изучая живую природу, мы также сталкиваемся с системной организацией материи. Сложными системами являются как клет¬ка, так и построенные из клеток организмы; целостную систему представляет собой вся сфера жизни на Земле — биосфера, существующая благодаря взаимодействию своих частей: микроор¬ганизмов, растительного, животного мира, человека с его преобра¬зующей деятельностью. Биосферу можно рассматривать как целостный объект, как и атом, молекулу и т. д., где есть определен¬ные 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 сохра¬няться, и это является условием существования системы как целого. Сохраняющиеся связи выступают как инвариант, то есть устойчивые, не изменяющиеся при вариациях системы. Эти устой¬чивые связи и отношения между элементами системы и образуют ее структуру. 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 обладают общими признаками строения. Например, существует очень большое разнообразие атомов, но все они устроены по одному типу — в атоме должно быть ядро и электронная оболочка. Огромное многообразие молекул — от простейшей молекулы водорода до сложных молекул белков — имеет общие структурные признаки: ядра атомов, образующих молекулу, стянуты общими электронными оболочками. Можно об¬наружить общие признаки строения у различных макротел, у клеток, из которых построены живые организмы, и т. д. 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. Строение материи можно представить как определенную иерархию этих уровней (см. схему).