Матерія

Фундаментальні поняття природознавства

Це матерія, енергія, інформація.

В процесі розвитку природознавства і взаємодії його з філософією та іншими областями пізнання утворився ряд понять, які вважаються фундаментальними: матерія, відображення, взаємодія, простір, час та інші.

В рамках сучасних наукових уявлень все, що включає Всесвіт, складається з матерії, породжено нею або являється її властивістю. Матерія (лат. materia) є основою всієї множини існуючих в світі об’єктів і систем, всіх їх властивостей, зв’язків і форм, через неї проявляється спорідненість всього існуючого. Найважливішими властивостями матерії, які з’явились на певному етапі її еволюції і які проявляються лише у найбільш високоорганізованої її частини є розум і свідомість. Протягом всього культурно-історичного розвитку не припиняються суперечки про те, що є первинним: матерія чи свідомість.

Матерія перебуває у вигляді перервних (речовини) і неперервних (поля різної природи) об’єктів. З речовини складаються всі тіла природи. Вона являє собою сукупність дискретних (лат. discretus — розділений, переривчастий) утворень, зосереджених в певній області простору, які характеризуються формою, розмірами і масою спокою. Їх елементарними структурними одиницями є атоми і молекули, які являють собою системи взаємодіючих електронів, протонів, нейтронів та інших елементарних частинок.

Сучасною наукою вивчені три агрегатних стани (фази) речовини — твердий, рідкий і газоподібний. При певних умовах (температура, тиск, напруженість електричного поля) один стан може переходити в інший. В результаті фазового переходу змінюються механічні, оптичні та інші властивості речовини. Це пов’язано зі зміною характеру взаємодії і руху атомів, молекул та інших частинок, з яких складається речовина. Особливий стан речовини являє собою плазма — іонізований газ, в якому концентрації позитивних і негативних зарядів однакові. В плазмовому стані знаходиться більша частина речовини Всесвіту (зірки, туманності, міжзоряне середовище). В якості особливого стану матерії сьогодні виділяють фізичний вакуум.

Самі тіла або їх частини є джерелом фундаментальних полів — неперервних і безмежних об’єктів, які пронизують весь простір всесвіту і здатні впливати на інші, ідентичні їм об’єкти (або передавати взаємодію тіл на відстані). Слово «поле» широко використовується в різних галузях знань і розуміється як сукупність точок реального або уявного простору, об’єднаних в ціле на основі якої-небудь їх загальної властивості. До фундаментальних фізичних полів, які проявляються в тій чи іншій мірі у всіх явищах і процесах природи, відносять гравітаційне, електромагнітне, сильне (ядерне) і слабке (розпадне).

Наявність поля пов’язують з властивістю матерії, яку називають зарядом. Кожен носій матерії в загальному випадку є носієм (джерелом) декількох типів зарядів. В якості таких виступають маса і електричний заряд. Маса є еквівалентом (лат. aequivalens — рівноцінний) гравітаційного заряду. З одного боку вона проявляється в здатності тіл створювати навколо себе гравітаційне поле і через нього впливати на інші тіла, притягувати їх до себе, а з другого — проявляється в інерції — прагненні тіл зберігати свій стан. Електричний заряд створює навколо себе електромагнітне поле і через нього взаємодіє з іншими електричними зарядами, притягуючи або відштовхуючи їх в залежності від знака останніх. Кожний з видів заряду є джерелом відповідного поля. Але при цьому взаємодіють між собою тільки однотипні заряди.

Фізичні поля мають хвильову природу. Носіями полів є їх елементарні кванти і відповідні їм елементарні частинки. Сама взаємодія матеріальних об’єктів являє собою процес обміну елементарними квантами енергії. Частинки, які беруть участь в обмінних взаємодіях, в експерименті не виявляються внаслідок короткого часу існування (~10^-20 с) і називаються віртуальними. Характерні для об’єктів поля впливають на інші, ідентичні їм матеріальні об’єкти шляхом обміну віртуальними частинками, і таким чином передають взаємодію тіл на відстані, при цьому швидкість її поширення дорівнює швидкості світла.

Гравітаційне поле є визначальним у всіх явищах Мегасвіту. Його носієм є гравітон (який через його малі розміри і недосконалість вимірювальної апаратури поки ще не вдалося виявити). Завдяки гравітації Всесвіт, галактики, планетарні системи існують як єдине ціле, планети Сонячної системи утримуються на своїх орбітах, повітряна оболонка Землі зосереджується біля її поверхні. Гравітаційне стискання зірок забезпечує підвищення температури їх поверхні до декількох тисяч градусів і вище. При таких температурах активно протікають термоядерні реакції, завдяки яким в навколозоряний простір поступають величезні потоки енергії, що створює передумови виникнення і еволюції живої речовини на навколозіркових планетах.

Електромагнітне поле є визначальним в молекулярних і атомних системах, забезпечуючи їх цілісність, хімічні і фізичні властивості. Це поле є основним переносником енергії та інформації в Мега- і Макросвіті. Його носієм є фотон. Сильне поле утримує елементарні частинки (нуклони) в ядрах атомів і забезпечує цілісність цих систем, а також протікання сильних внутрішньоядерних процесів, які можуть супроводжуватися виділенням величезних енергій. Слабкі поля проявляються на мікрорівні при протіканні слабких процесів. Їх носіями є глюони, які у вільному стані поки що не вдалося виявити, однак є непрямі докази їх існування на проміжних стадіях перетворення важких частинок.

В останні десятиліття широко обговорюється проблема комунікації з використанням полів у різних живих організмів. Її існування не викликає сумніву. Честь експериментального виявлення біополя належить А.Г. Гурвічу (1870–1950,полтавчанін). Він переконливо продемонстрував, що клітини (наприклад, дріжджів) виділяють «мітогенетичні промені», які стимулюють поділ інших клітин. Ці досліди продовжені В.К. Казначеєвим, який виявив електромагнітну комунікацію між просторово розділеними культурами клітин людини. Мікробіолог Ю. Ніколаєв виявив той же феномен у бактерій. Поля притаманні всім живим організмам і містять електромагнітний і хімічний компоненти, які несуть певну інформацію про діяльність окремих органів і всього організму в цілому.

Декілька десятків років назад С.Д. і В.К. Кірліан отримали фотографії біологічних об’єктів у високочастотному газовому розряді. На фотографіях об’єкти оточені кольоровою оболонкою, яка світилася. Дослідження показали, що її яскравість, форма, розміри і колір залежать від стану об’єкта. Сучасна медична техніка дозволяє вивчати біополя людей і за їх характером здійснювати діагностику захворювань.

Більш того, встановлено, що спілкування таких організмів, які не мають нервової системи, наприклад, рослин, відбувається на рівні біополя. Однак природа цього явища залишається недостатньо вивченою. Дослідники не відносять біополе до розряду фундаментальних і висловлюють припущення, що його витоки приховуються в тих електромагнітних процесах, які відбуваються в організмі на молекулярному, клітинному, органному і організм енному рівнях.

Поділ матерії на речовину і поле надзвичайно важливий. Це допомагає при вивченні однієї з форм абстрагуватися від іншої і більш детально вивчити їх властивості. Але цей поділ досить умовний, особливо якщо це стосується світу елементарних частинок, де найбільш яскраво проявляється їх взаємоперетворюваність, на розділення речовини і поля взагалі втрачає зміст.

Крім того, у всьому просторі існування матерії на долю поля припадає набагато більший об’єм, ніж на власне речовину. Сьогодні учені висувають гіпотезу про існування фізичного (або динамічного) вакууму — як праматерії, в якій речовина і поле становлять єдність, з якої народжуються як частинки, так і поля.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Шляхи підвищення ефективності процесу виховання.	\|	Взаємодія

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.017 сек.