Естественнонаучное представление о материи кратко

Обновлено: 06.07.2024

I. Античный этап.

Для материалистов данного этапа характерны поиски первоматерии (первовещества), т.е. того, из чего якобы вещи, явления состоят и во что они, в конечном счете превращаются. А потому все вещи и явления эти мыслители делили на два вида:

1) первичные, вечные, постоянные;

2) производные от первых, подвижные, изменчивые, преходящие.

Хронологически этот этап совпадает с зарождением первых материалистических учений. Так, Фалес таким первовеществом считал воду, Анаксимен - воздух, Гераклит - огонь. Каждый из них полагал, что все многообразие чувственно воспринимаемых вещей состоит соответственно из воды, воздуха и огня. Некоторые философы (особенно Древнего Китая, Древней Индии) за первичное принимали сочетание четырех элементов (стихий): земли, воды, воздуха и огня.

1) идея единства мира;

2) идея несотворимости и неуничтожимости мира;

3) идея связи и взаимопревращения тел, объектов, процессов.

II. Этап Нового времени.

III. Диалектико-материалистический этап.

Любое последующее открытие новых структурных уровней материи будет свидетельствовать лишь о неисчерпаемости материи вглубь, об изменчивости естественнонаучных представлений о структуре материи, но не поколеблет диалектико- материалистического понимания материи, ибо вновь познанные структурные уровни материи (как, например, кварки) будут существовать объективно, а не в нашем сознании, а это и есть важнейший признак материальности.

I. Античный этап.

Для материалистов данного этапа характерны поиски первоматерии (первовещества), т.е. того, из чего якобы вещи, явления состоят и во что они, в конечном счете превращаются. А потому все вещи и явления эти мыслители делили на два вида:

1) первичные, вечные, постоянные;

2) производные от первых, подвижные, изменчивые, преходящие.

Хронологически этот этап совпадает с зарождением первых материалистических учений. Так, Фалес таким первовеществом считал воду, Анаксимен - воздух, Гераклит - огонь. Каждый из них полагал, что все многообразие чувственно воспринимаемых вещей состоит соответственно из воды, воздуха и огня. Некоторые философы (особенно Древнего Китая, Древней Индии) за первичное принимали сочетание четырех элементов (стихий): земли, воды, воздуха и огня.

1) идея единства мира;

2) идея несотворимости и неуничтожимости мира;

3) идея связи и взаимопревращения тел, объектов, процессов.

II. Этап Нового времени.

Этот период хронологически совпадает с зарождением и развитием капитализма. Это время возникновения и развития подлинного естествознания. Новое время породило плеяду замечательных философов-материалистов, таких как Ф. Бэкон, Т. Гоббс, Д. Локк, Б. Спиноза, Ж. Ламетри, Д. Дидро, К.А. Гельвеций, П. Гольбах и др.

III. Диалектико-материалистический этап.

Если проанализировать данное определение материи, нетрудно прийти к следующим выводам:

1. В противоположность объективному идеализму в нем утверждается, что объективно существует только материя, кроме нее нет никакой другой объективной реальности, данной нам в ощущениях.

3. Вывод о том, что материя копируется, фотографируется, отражается нашим сознанием (существуя независимо от него), направлен против всех разновидностей агностицизма и скептицизма, отрицающих (или подвергающих сомнению) способность человеческого разума познать, верно отразить мир, постичь объективную истину.

Уже из такого краткого анализа становится очевидно, сколь важно значение данного понятия для диалектико-материа­листической философии. Но оно важно и для всего естествознания, особенно философского осмысления его достижений. Прежде всего, методологически значимым является предостережение о недопустимости смешения философского понятия материи с естественнонаучными представлениями о ней. Философия, отвлекаясь от конкретных форм и свойств мира, акцентирует внимание на материи как объективной реальности. Естествознание же, сознательно или стихийно исходя из философского понятия материи, изучает ее строение, структуру, уровни, свойства, связи и отношения, раскрывает закономерности материального мира в его конкретных формах и т.д. Может возникнуть вопрос: не должно ли быть наряду с философским определением материи естественнонаучного? Однако всякие попытки дать такое определение кончались ничем. Такие попытки и впредь неизбежно будут обречены, так как определение материи должно быть синтезирующим и его не может дать никакая частная (конкретная) наука.

Любое последующее открытие новых структурных уровней материи будет свидетельствовать лишь о неисчерпаемости материи вглубь, об изменчивости естественнонаучных представлений о структуре материи, но не поколеблет диалектико-материалистического понимания материи, ибо вновь познанные структурные уровни материи (как, например, кварки) будут существовать объективно, а не в нашем сознании, а это и есть важнейший признак материальности.

Рассматривая философское понимание материи, мы не можем не опираться на естественнонаучные знания о видах, формах и структурных уровнях материи. До открытия элементарных частиц и их взаимодействий наука оперировала двумя понятиями, выражающими видовые особенности материи: вещество и поле. Вначале они рассматривались как несоотносимые противоположности, воспроизводящие либо прерывные, либо непрерывные (свойства материи). С развитием квантовой механики выяснилось, что вещество и поле качественно отличаются друг от друга, но обладают общими признаками и свойствами, тесно связаны между собой и могут превращаться друг в друга. Откуда эти два вида? С точки зрения современной физики их первооснова – физический вакуум.

Современная наука выделяет следующие виды полей:

2. Слабое ядерное;

4. Сильное ядерное.

Указанные поля переносят энергию. Ряд исследователей высказывают предположение о существовании особого вида взаимодействия и особого вида поля – торсионного поля, которое является переносчиком не энергии, а информации. Но официальная наука в настоящее время достоверными данными об этом явлении не располагает[29]. Существуют лишь предположения, принятые узким кругом специалистов. (Дж. Бом – США; Р. Утияма – Япония; Г. И. Шипов, А.Е. Акимов – Россия и др.).

Что касается вещества, то выделяют следующие его состояния и виды:

Состояния Виды
Жидкое Частицы (элементар­ные)
Твёрдое Атомы
Газообразное Молекулы (макротела)
Плазма Земля-геосфера
Планеты, звёзды
Галактика
Метагалактика

По пространственным масштабам новейшая физика знает 3 различные области материального мира: микро-, макро- и мегамир. Они различны по своим масштабам и величине материальных объектов. Им присуще и качественное многообразие, свойства материи, которые не имеют качественных аналогов в других масштабах.

Макромир (обычный, воспринимаемый, ощущаемый человеком) – это мир тел с размерами от 10 -10 до 10 12 м. Это мир от атомных размеров до масштабов Солнечной системы. Движение тел в макромире подчиняется, в основном, законам Ньютона. От макромира развитие познания пошло в двух противоположных направлениях: вглубь в микромир и вширь в мегамир.

Но материальный мир не сводится к трём мирам неорганической природы. На их перекрёстке возникла органическая природа, а затем – и общество. Сложились качественно новые и своеобразные уровни материи: органическая и социальная.

Каждый уровень отличается своим материальным носителем и законами, регулирующими его существование и развитие. Так, в органической природе выявлены: молекулярный уровень, микроорганизмы, клеточный уровень и др. В обществе – это человек, семья, производственные коллективы, классы, социальные группы, государства, общественно-экономические формации и др.

• материя существует независимо от сознания;

• она копируется, фотографируется, отображается ощущениями.

Знаменитое второе начало термодинамики гласит: при самопроизвольных процессах в системах, имеющих постоянную энергию, энтропия всегда возрастает. Энтропия — это мера беспорядка системы. Физический смысл возрастания энтропии сводится к тому, что состоящая из некоторого множества частиц изолированная (с постоянной энергией) система стремится перейти в состояние с наименьшей упорядоченностью движения частиц. Это — наиболее простое и одновременно наиболее вероятное состояние системы, или состояние термодинамического равновесия, при котором движение частиц хаотично. Максимум энтропии означает полное термодинамическое равновесие, что эквивалентно полному хаосу.

Но если возрастание энтропии — фундаментальный закон природы, и, следовательно, материальный мир может эволюционировать только к хаосу, то как же наша Вселенная смогла возникнуть и сорганизоваться до ее нынешнего упорядоченного состояния? И если этот закон столь фундаментален, почему же ему не подчиняется живая природа, демонстри-рующая стремление прочь от термодинамического равновесия и хаоса, т.е. непрерывный рост сложности и организованности своих структур (уменьшение энтропии)?

Частично ответ на эти вопросы заключается в том, что второе начало термодинамики действительно только для закрытых систем, которые не обмениваются веществом или энергией с внешней средой. Но живые организмы — системы открытые, существующие за счет обмена веществ. Поэтому уменьшение в них энтропии (при формировании организма, например) компенсируется ее увеличением во внешней среде.

Американский физик С. Хоукинг проделал любопытный подсчет. Если мы запомнили каждое слово в книге из двухсот страниц, то наша память записала около двух миллионов единиц информации. Именно на столько единиц увеличился порядок в нашем мозгу (уменьшилась энтропия). Но за время чтения книги мы переработали не менее 1000 ккал упорядоченной энергии в виде пищи в неупорядоченную в виде рассеянного в атмосфере тепла. Эта распыленная тепловая энергия увеличила беспорядок во Вселенной в 1020 раз больше, чем увеличился порядок в нашем мозгу. Таким образом, уменьшение энтропии в маленьком фрагменте материального мира дает существенный ее рост для более широкой системы, и второе начало термодинамики в целом не страдает.

А как быть со Вселенной в целом? Ей-то где увеличивать беспорядок, чтобы образовать свои разномасштабные структуры? Современная наука полагает, что такой внешней средой для нашей Вселенной является вакуум, нарушение упорядоченных структур которого и привело когда-то к ее возникновению.

Таким образом был обойден запрет на возрастание порядка для обширного класса систем. Стало ясно, что материальные объекты в принципе способны осуществлять работу против термодинамического равновесия, самоорганизовываться и самоусложняться. Но объявить эту способность законом, т.е. всеобщей характеристикой материального мира, решилась только синергетика — наука о самоорганизации систем. Это междисциплинарное научное направление, разработка которого началась несколько десятилетий назад (И. Пригожий, Г. Хакен), претендует на роль новой научной парадигмы.

Принципы синергетики

Один из ее основателей, немецкий исследователь Герман Хакен (р. 1927), пытаясь объяснить широкой публике суть синергетических построений, изложил их так:

1. Исследуемые системы состоят из нескольких или многих одинаковых или разнородных частей, которые находятся во взаимодействии друг с другом.

2. Эти системы являются нелинейными.

3. При рассмотрении физических, химических и биологических систем речь идет об открытых системах, далеких от теплового равновесия.

4. Эти системы подвержены внутренним и внешним колебаниям.

5. Системы могут стать нестабильными.

6. Происходят качественные изменения.

7. В этих системах обнаруживаются эмерджентные новые качества.

8.Возникают пространственные, временные, пространственно-временные или функциональные структуры.

9. Структуры могут быть упорядоченными или хаотическими.

10. Во многих случаях возможна математизация.

Говоря в более общем плане, производимые синергетикой мировоззренческие сдвиги можно выразить следующим образом:

• процессы разрушения и созидания, деградации и эволюции во Вселенной по меньшей мере равновозможны;

• процессы созидания (нарастания сложности и упорядоченности) имеют единый алгоритм независимо от природы систем, в которых они осуществляются.

Таким образом, синергетика претендует на открытие некоего универсального механизма, с помощью которого осуществляется самоорганизация как в живой, так и в неживой природе.

Под самоорганизацией при этом понимается спонтанный переход открытой неравновесной системы от менее к более сложным и упорядоченным формам организации.

Отсюда следует, что объектом синергетики могут быть отнюдь не любые системы, а только те, которые удовлетворяют по меньшей мере двум условиям:

• они должны быть открытыми, т.е. обмениваться веществом или энергией с внешней средой;

• они должны также быть существенно неравновесными, т.е. находиться в состоянии, далеком от термодинамического равновесия.

Но именно такими являются большинство известных нам систем. Изолированные системы классической термодинамики — это определенная идеализация, в реальности такие системы — исключение, а не правило.

Итак, синергетика утверждает, что развитие открытых и сильно неравновесных систем протекает путем нарастающей сложности и упорядоченности. В цикле развития такой системы наблюдаются две фазы:

1) период плавного эволюционного развития с хорошо предсказуемыми линейными изменениями, подводящими в итоге систему к некоторому неустойчивому критическому состоянию,

2) выход из критического состояния одномоментно, скачком и переход в новое устойчивое состояние с большей степенью сложности и упорядоченности.

Самый популярный и наглядный пример образования структур нарастающей сложности — хорошо изученное в гидродинамике явление, названное ячейками Бенара. При подогреве жидкости, находящейся в сосуде круглой или прямоугольной формы, между нижним и верхним ее слоями возникает некоторая разность (градиент) температур. Если градиент мал, то перенос тепла происходит на микроскопическом уровне и никакого макроскопического движения не происходит. Однако при достижении им некоторого критического значения в жидкости внезапно (скачком) возникает макроскопическое движение, образующее четко выраженные структуры в виде цилиндрических ячеек. Сверху такая макроупорядоченность выглядит как устойчивая ячеистая структура, похожая на пчелиные соты.

Поиск аналогичных процессов самоорганизации в других классах открытых неравновесных систем вроде бы обещает быть успешным: механизм действия лазера, рост кристаллов, химические часы (реакция Белоусова — Жаботинского), формирование живого организма, динамика популяций, рыночная экономика, наконец, в которой хаотичные действия миллионов свободных индивидов приводят к образованию устойчивых и сложных макроструктур, все это примеры самоорганизации систем самой различной природы.

Синергетическая интерпретация такого рода явлений открывает новые возможности и направления их изучения. В обобщенном виде новизну синергетического подхода можно выразить следующими позициями:

1) хаос не только разрушителен, но и созидателен, конструктивен; развитие осуществляется через неустойчивость (хаотичность). Порядок и хаос не исключают, а дополняют друг друга: порядок возникает из хаоса;

2) линейный характер эволюции сложных систем, к которому привыкла классическая наука, не правило, а скорее исключение; развитие большинства таких систем носит нелинейный характер. А это значит, что для сложных систем всегда существует несколько возможных путей эволюции;

3) развитие осуществляется через случайный выбор одной из нескольких разрешенных возможностей дальнейшей эволюции в точках бифуркации. Значит, случайность — не досадное недоразумение, она встроена в механизм эволюции. А еще это значит, что нынешний путь эволюции системы может быть и.не лучше отвергнутых случайным выбором.

Понятие материи возникает в силу потребности познания и практической деятельности людей по выявлению и преобразованию объективно существующих вещей, подчиняющихся объектив­ным, т.е. независимым от сознания и человеческого влияния, законам.

Принцип материального единства мира имеет множество конкретных форм проявления, по­следовательно раскрываемых наукой и практикой: взаимосвязь всех структурных уровней мате­рии, явлений микро- и макромира, наличие у материи комплекса универсальных свойств и диа­лектических законов структурной организации, изменения и развития.

Современная наука и философский материализм рассматривают объективную реальность как неразрывную связь пространства, времени, движения и взаимодействия видов вещества и полей (электрических, магнитных, гравитационных). Пространство и время как формы существования материи пронизывают все структуры универсума. Пространство выражает протяженность, струк­турность, взаимодействие материи. Время характеризует длительность существования всех объек­тов и смену их состояний. Пространство трехмерно. Время течет от прошлого к будущему, оно однонаправленно и необратимо и обусловливает каузальный (причинный) строй Вселенной. Про­странство и время образуют пространственно-временной четырехмерный континуум, где время выступает четвертым измерением.

Материя существует в виде бесконечного многообразия конкретных форм и систем, каждая из которых обладает неисчерпа­емым множеством структурных связей и взаимодействий.

Детерминированность всех явлений и их действие - универсальные свойства материи, обу­словливающие взаимное изменение и отражение материальных тел или их состояний. Развитие свойства отражения приводит к появлению сознания и высшей его формы - абстрактного мышле­ния, посредством которого материя приходит к своему собственному осознанию в качестве выс­шего уровня эволюции и организации живой природы и общества. К числу универсальных свойств, присущих материи, относятся ее несотворимость и неуничтожимость, вечность сущест­вования во времени и бесконечность в пространстве, неисчерпаемость ее структурных образова­ний, закономерное самодвижение, саморазвитие и самоорганизация, проявляющиеся в различных формах движения и превращения одних состояний в другие.

Современная наука располагает знанием о сложной системной организации материи. В нежи­вой природе известны следующие основные типы материальных систем и уровни их структурной организации: элементарные частицы и поля, атомы, молекулы, макротела, геологические системы, земля и другие планеты, звезды, внутригалактические системы, галактика, ее системные образова­ния, метагалактика.

Живая материя, жизнь, ее возникновение - результат естественного и закономерного развития материи. Органическая эволюция или историческое развитие живой природы - процесс необрати­мых преобразований, одновременно совершающихся в рамках четырех основных форм организации живого: биостроматической, биоценотической, популяционно-видовой и организменной (К.М. Завадский). Доказано, что в ходе развития высокомолекулярных соединений переход к надмолекулярным системам - к живому - имел весьма сложную структуру, где эволюция шла от крайне примитивных состояний простей­ших эобионтов - к появлению вирусного белка и доклеточных форм живого, к развитию и совер­шенствованию клеточной организации и далее - к многоклеточным организмам вплоть до появле­ния в пределах эволюционного типа хордовых - позвоночных, млекопитающих, приматов и челове­ка.

Каждый структурный уровень материи, каждая ее форма качественно своеобразны: космиче­ские системы, атомы, молекулы, биологические виды, организмы и человек имеют свою специфи­ку. К примеру, живые организмы существуют благодаря таким специфическим явлениям, как при­способление, обмен веществ, рост и размножение, борьба за существование, изменчивость и на­следственность. Все это отсутствует в неорганической природе. Однако в материальном мире есть и общие закономерности, свойственные всем уровням, а также существует связь, взаимодействие различных уровней. Высшие, более сложные, формы организации сущего включают в качестве своих подчиненных элементов низшие, что весьма существенно для их познания.

Тенденция к самосохранению изначально возникает как выражение фундаментальной всеоб­щей тенденции материи к развитию и имеет в этом смысле абсолютный характер. Абсолютная тенденция жизни к самосохранению закономерно приводит к появлению более эффективного и радикального способа существования, чем приспособление к среде. Таким новым способом выжи­вания могло стать только преобразование среды, производство самой жизни как высшего способа бытия и развития человека, социальной формы движения материи.

Читайте также: