Материя. Специфика макро- и микромикра

Министерство  образования и науки Российской Федерации 

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ТАГАНРОГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ 

ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ  ИНСТИТУТ» 

ИСТОРИЧЕСКИЙ  ФАКУЛЬТЕТ 
 
 

К О Н Т Р О  Л Ь Н А Я   Р А Б О Т  А 

На тему: Материя. Специфика макро и микромира 

По дисциплине: Концепции современного естествознания

по специальности ______________________________________

(код  специальности) 

 
 
 
 
 

Таганрог 2011

 

Содержание

 

Введение

     Согласно современным научным взглядам на природу, все природные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы. В естественных науках выделяют два больших класса материальных систем: системы неживой природы и системы живой природы.

     В неживой природе в качестве структурных уровней организации материи выделяют элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, физический вакуум, планеты, звезды и звездные системы – галактики.

     В живой природе к структурированным уровням организации материи относят системы доклеточного уровня – нуклеиновые кислоты и белки; клетки как особый уровень биологической организации, представленные в форме одноклеточных организмов, многоклеточные организмы растительного и животного мира.

     В науке выделяют три уровня строения материи. Критериями для выделения различных структурных уровней служат следующие признаки: пространственно-временные масштабы; совокупность важнейших свойств; специфические законы движения;

     Макромир – мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в мм., см. и км., а время – в секундах, минутах, часах, годах.

     Микромир – мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10^-8  до 10 ^–16     ,а время жизни от бесконечности до 10 ^–24с.

     Мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов – миллионами и миллиардами лет.

     В настоящее время в области фундаментальной физики разработана концепция, согласно которой объективно существующий мир не исчерпывается материальным миром. Наряду с материальным миром существует реальность высшего порядка, обладающая принципиально иной природой по сравнению с реальностью материального мира. И этот мир высшей реальности определяет эволюцию и структуру материального мира. Объектами мира высшей реальности вступают не материальные системы, в некие идеальные физические и математические структуры,  проявляющиеся в материальном мире в виде естественно-научных законов. С их точки зрения материальный мир есть лишь самый низший слой бытия, взаимодействующий со всеми другими слоями и определяемый ими.

     Целью данной работы является анализ категории  «материя», особенностей протекания закономерностей  в макро- и микромире.

     Для реализации этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать категорию материи и ее важнейшие атрибуты;
2. Рассмотреть структуру и системную организацию материи;
3. Описать структурные уровни организации материи (макро-, микро и мегамир).

 

       1. Материя и ее  важнейшие атрибуты

     Слово «материя» многозначно. В быту им пользуются для обозначения той или иной ткани, иногда придают иронический смысл, говоря о «высокой материи». Человека окружает множество различных вещей и процессов: животные и растения, машины и инструменты, химические соединения, произведения искусства, явления природы и т.д. Современная астрономия сообщает, что видимая Вселенная насчитывает сотни тысяч звезд, звездных туманностей и других небесных тел. У всех предметов и явлений, несмотря на их разнообразие, есть общая черта: все они существуют вне сознания человека и независимо от него, т.е. являются материальными. Люди открывают все новые и новые свойства природных тел и процессов, производят бесконечное множество несуществующих в природе вещей, следовательно, материя, как отмечалось выше, неисчерпаема.

     Из  свойств материальных объектов можно выделить всеобщие, универсальные, называемые атрибутами. К всеобщим атрибутам материи относятся: связь, взаимодействие, движение, пространство и время, структурность, системная организация, вечность во времени, структурная и пространственная бесконечность, способность к саморазвитию, отражение, единство прерывности и непрерывности, о котором говорилось выше.

     Материя и ее атрибуты несотворимы и неуничтожимы, существуют вечно и бесконечно разнообразны по форме своих проявлений. Все явления в мире обусловлены естественными материальными связями и взаимодействиями, причинными отношениями и законами природы. В этом смысле в мире нет ничего сверхъестественного и противостоящего материи. Человеческая психика и сознание тоже определяются материальными процессами в мозгу человека и являются высшей формой отражения внешнего мира.

     К числу важнейших  атрибутов материи, выражающих упорядоченность существования материи и конкретные формы, в которых она проявляется, относятся структурность и системная организация.

 

      2. Структура и  системная организация  материи

     Под структурой материи обычно понимают ее строение в макромире, т.е. существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т.д. Это связано с тем, что человек является макроскопическим существом, для него привычны макроскопические масштабы, поэтому понятие структуры ассоциируется обычно с различными микрообъектами.

     Но  если рассматривать материю в  целом, то понятие «структура материи» будет охватывать также макроскопические тела, все космические системы мегамира, причем в любых, сколь угодно больших пространственно-временных масштабах. С этой точки зрения понятие «структура» проявляется в том, что она существует в виде бесконечного многообразия целостных систем, тесно взаимосвязанных между собой, а также в упорядоченности строения каждой системы. Такая структура бесконечна в количественном и качественном отношениях.

     Проявлениями  структурной бесконечности материи  выступают:

     неисчерпаемость объектов и процессов микромира;

     бесконечность пространства и времени;

     бесконечность изменений и развития процессов.

     Из  всего многообразия форм объективной  реальности эмпирически доступной всегда остается лишь конечная область материального мира, которая ныне простирается в масштабах от 10~15 до 1028см, а во времени – до 2х109 лет.

     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. Для обозначения целостности объектов в науке было выработано понятие системы.

     Система представляет собой совокупность элементов  и связей между ними. Понятие «элемент» означает минимальный, далее уже неделимый компонент в рамках системы. Элемент является таковым лишь по отношению к данной системе, в других же отношениях он сам может представлять сложную систему. Совокупность связей между элементами образует структуру системы.

     Устойчивые  связи элементов определяют упорядоченность  системы. Существуют два типа связей между элементами системы – по «горизонтали» и по «вертикали». Связи по «горизонтали» – это связи координации между однопорядковыми элементами. Они носят коррелирующий характер: ни одна часть системы не может измениться без того, чтобы не изменились другие части. Связи по «вертикали» – это связи субординации, т.е. соподчинения элементов. Они выражают сложное внутреннее устройство системы, где одни части по своей значимости могут уступать другим и подчиняться им. Вертикальная структура включает уровни организации системы, а также их иерархию.

     Исходным  пунктом всякого системного исследования является представление о целостности  изучаемой системы. Целостность системы означает, что все ее составные части, соединяясь вместе, образуют уникальное целое, обладающее новыми интегративными свойствами.

     Свойства  системы – не просто сумма свойств  ее элементов, а нечто новое, присущее только системе в целом. Например, молекула воды Н2О. Сам по себе водород, два атома которого образуют данную систему, горит, а кислород (в нее входит один атом) поддерживает горение. Система, образовавшаяся из этих элементов, вызвала к жизни совсем иное – интегративное свойство: вода гасит огонь. Наличие свойств, присущих системе в целом, но не ее частям, определяется взаимодействием элементов.

     Итак, согласно современным научным взглядам на природу, все природные объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы.

 

 

      3. Структурные уровни организации материи

     Структурные уровни материи образованы из определенного множества объектов какого-либо класса и характеризуются особым типом взаимодействия между составляющими их элементами.

     Критерием для выделения различных структурных уровней служат следующие признаки:

• пространственно-временные масштабы;
• совокупность важнейших свойств;
• специфические законы движения;
• степень относительной сложности, возникающей в процессе исторического развития материи в данной области мира;
• некоторые другие признаки.

     Известные в настоящее время структурные  уровни материи можно выделить по вышеперечисленным признакам в  следующие области.

     Микромир:

• частицы элементарные и ядра атомов – область порядка 10-15 см;
• атомы и молекулы 10-8–10-7 см.

     Макромир: макроскопические тела 10-6–10-7 см.

     Мегамир: космические системы и неограниченные масштабы до 1028 см.

     Разные  уровни материи характеризуются  разными типами связей.

     В масштабах 10-13 см – сильные взаимодействия, целостность ядра обеспечивается ядерными силами.