Бытие как философская проблема

 Концепция атомизма. Дискретность и непрерывность материи

Как было уже сказано, строение материи  интересует естествоиспытателей еще  с античных времен. В Древней Греции обсуждались две противоположные  гипотезы строения материальных тел. Одну из них предложил древнегреческий  мыслитель Аристотель. Она заключается  в том, что вещество делится на более мелкие частицы и нет предела его делимости. По существу, эта гипотеза означает непрерывность вещества. Другая гипотеза выдвинута древнегреческим философом Левкиппом (V в. до н.э.) в развита его учеником Демокритом, а затем его последователем философом - материалистом Эпикуром (ок. 341 -- 270 до н.э.) В ней предполагалось, что вещество состоит из мельчайших частиц -- атомов. Это и есть концепция атомизма - концепция дискретного квантового строения материи. По Демокриту, в природе существуют только атомы и пустота. Атомы - неделимые, вечные, неразрушимые элементы материи.

Реальность существования атомов вплоть до конца ХIХ в. подвергалась сомнению. В то время объяснения многих результатов химических реакций не нуждались в понятии атома. Для них, как и для количественного описания движения частиц, вводилось другое понятие - молекула. Существование молекул экспериментально доказано французским физиком Жаном Перреном (1870 -- 1942) при наблюдении броуновского движения. Молекула наименьшая частица вещества,обладающая его основными химическими свойствами и состоящая из атомов, соединенных между собой химическими связями. Число атомов в молекуле - от двух (Н2, О2, HF, KCl и др.) до сотен, тысяч и миллионов (витамины, гормоны, белки, нуклеиновые кислоты).

Неделимость атома как составной  части молекулы долгое время не вызывала сомнений. Однако к началу ХХ в. физические опыты показали, что атомы состоят  из более мелких частиц. Так, в 1897 г. английский физик Д. Томсон (1856-- 1940) открыл электрон -- составную часть атома. В следующем году он определил отношение его заряда к массе, а в 1903 г. предложил одну из первых моделей атома.

Атомы химических элементов по сравнению  с наблюдаемыми телами очень малы: их размер -- от 10-10 до 10-9 м, а масса - 10-27 до 10-25 кг. Они имеют сложную структуру и состоят из ядер и электронов. В результате дальнейших исследований выяснилось, что и ядра атомов состоят из протонов и нейтронов, т. е. имеют дискретное строение. Это означает, что концепция атомизма для ядер характеризует структуру материи на ее нуклонном уровне.

В настоящее время принято считать, что не только вещество, но и другие виды материи --- физическое поле и физический вакуум имеют дискретную структуру. Даже пространство и время, согласно квантовой теории поля, в сверхмалых масштабах образуют хаотически меняющуюся пространственно-временную среду  с ячейками размером 10-35 м и временем 10-43 с. Квантовые ячейки настолько  малы, что их можно не учитывать  при описании свойств атомов, нуклонов и т. п., считая пространство и время  непрерывными.

Основной вид материи -- вещество, находящееся в твердом и жидком состояниях, -- воспринимается обычно как непрерывная, сплошная среда. Для анализа и описания свойств такого вещества в большинстве случаев учитывается только его непрерывность. Однако то же вещество при объяснении тепловых явлений, химических связей, электромагнитного излучения и т. п., рассматривается как дискретная среда, состоящая из взаимодействующих между собой атомов и молекул.

Дискретность и непрерывность  присущи и для другого вида материи -- физического поля. Гравитационное, электрическое, магнитное и другие поля при решении многих физических задач принято считать непрерывными. Однако в квантовой теории поля предполагается, что физические поля дискретны.

Для одних и тех же видов материи  характерна и непрерывность, и дискретность. Для классического описания природных  явлений и свойств материальных объектов достаточно учитывать непрерывные  свойства материи, а для характеристики различных микропроцессов -- ее дискретные свойства. Непрерывность и дискретность -- неотъемлемые свойства материи.