Философское и физическое понимание материи

Физика как наука изучает простейшие и вместе с тем наиболее общие свойства материального мира. Вследствие этой общности физика и ее законы лежат в основе всего естество­знания, она является основой эволюции научных картин мира, способствует синтезу естественно-научного и гуманитарного зна­ния.

Философские проблемы физики включают в себя онтологиче­ские, логико-гносеологические и методологические основания. Специфика методов физического познания связана со структур­ностью, системностью и функциональными особенностями реальности.

Онтологические проблемы физики включают в себя изучение и выявление общих свойств и законов структурной организации и развития различных типов природно-материальных систем и пред­полагают рассмотрение ряда важнейших понятий и принципов.

В философском понимании мира понятие материи является одним из основных, ибо все его мировоззренческое содержание связано с раскрытием всеобщих свойств, законов, структурных отношений, движения и развития материи во всех ее формах — как природных, так и социальных.

В физике понятие материи — также центральное, поскольку физика изучает основные свойства вещества и поля, типы фунда­ментальных взаимодействий, законы движения различных систем (простые механические системы, системы с обратной связью, са­моорганизующиеся системы) и т.д. Эти свойства и законы опреде­ленным образом проявляются в технических, биологических и со­циальных системах, в силу чего физика широко используется для объяснения происходящих в них процессов. Все это сближает фи­

лософское понимание материи и физическое учение о ее строе­нии и свойствах.

Всеобщими атрибутами материи выступают: движение, про­странство, время, структурность, системная организация и спо­собность к саморазвитию, единство прерывности и непрерывно­сти, а также ряд других свойств, находящих выражение в действии универсальных диалектических законов изменения и развития. Материя и ее атрибуты несотворимы и неуничтожимы, существу­ют вечно и бесконечно многообразны по формам своих проявле­ний. Все явления в мире детерминированы естественными мате­риальными связями и взаимодействиями, причинными отноше­ниями и объективными законами природы.

Физика также исходит из признания неразрывного единства материи, движения, пространства и времени. Все пространствен­но-временные свойства систем зависят от скорости их движения и структурных отношений в более общих системах, их масс и грави­тационных потенциалов.

Материя неисчерпаема по своей структуре, но на разных структурных уровнях проявляются различные формы движения и законы взаимодействия. Они отражаются в дифференцирующих­ся физических теориях, каждая из которых несводима к другим теориям и имеет определенные границы применимости. Вместе с тем между различными структурными уровнями существует тес­ная взаимосвязь и обусловленность, проявляющаяся во взаимной превращаемости различных форм материи и движения, наличии общих атрибутов, законов сохранения и движения. Это единство физика пытается отразить через разработку единой теории раз­личных элементарных частиц и полей [2].

Сегодня известно несколько сотен элементарных частиц. Не­которые из них «живут» очень короткое время, быстро превраща­ясь в другие частицы. Часть элементарных частиц оказались не­ожиданно тяжелыми - даже тяжелее отдельных атомов. У боль­шинства элементарных частиц есть античастицы, отличающиеся противоположными знаками электрического заряда и магнитного момента: для электронов — позитроны, для протонов — антипро­тоны, для нейтронов — антинейтроны и т.д.

Многообразие микромира предполагает его единство через взаимопревращаемость частиц и полей. При этом частицам при­суща масса покоя, тогда как электромагнитные и гравитационные поля и их кванты не имеют массы покоя, хотя обладают энергией, импульсом и другими свойствами. Поле и вещество нельзя проти­вопоставлять друг другу. Если рассматривать структуру вещества, то во всех системах внутреннее пространство будет «занято» поля­ми, точнее, пространство будет выражать протяженность этих по­лей и частиц. Но на долю собственно частиц вещества приходится ничтожная часть объема системы. Вместе с тем частицы вещества нельзя представлять в виде каких-то микроскопических шариков с абсолютно резкими границами. Частицы неотделимы от различ­ных полей и не существует абсолютно резкой границы, где конча­ется собственно частица и начинается ее внешнее поле. В погра­ничной области существует непрерывный взаимопереход полей и частиц. Так, протоны и нейтроны постоянно окружены облаком виртуальных пи-мезонов, входящих в их структуру; электроны, позитроны и другие заряженные частицы неразрывно связаны с электромагнитным полем.

Единство прерывного и непрерывного в структуре материи выра­жается через единство корпускулярных и волновых свойств всех частиц, т.е. все микрочастицы материи обладают и корпускуляр­ными, и волновыми свойствами. В зависимости от конкретных условий они проявляют себя либо как частица, либо как волна. Идея корпускулярно-волнового дуализма, выдвинутая Луи де Брой­лем (1892—1987) в 1924 г., позволила построить теорию, охваты­вающую свойства материи и света в их единстве. Кванты света ста­новились при этом особым моментом всеобщего строения микро­мира.

Развитие физики микромира в последние десятилетия показа­ло неисчерпаемость свойств элементарных частиц и их взаимо­действий.

Все частицы, имеющие достаточно большую энергию, способны при взаимодействиях друг с другом к различным взаи­мопревращениям.

Универсальная взаимопревращаемость частиц при больших энергиях взаимодействия свидетельствуете некоторой общности их структур, а также о возможности единых законов фундамен­тальных взаимодействий. Исследования в этом направлении при­вели к развитию кварковой модели структуры андронов (прото­нов, нейтронов, гиперонов, резонансов и мезонов). Кварки - это частицы, обладающие сложными свойствами — зарядом, «очаро­ванием», «цветом». Кварки считаются «самыми элементарными»

и могут соединяться друг с другом л ибо тройками, либо парами, ли­бо кварк-антикварк. Из трех кварков состоят сравнительно тяже­лые частицы - барионы. Более легкие пары кварк-антикварк об­разуют частицы, получившие название мезоны. Кварки скреп­ляются между собой сильным взаимодействием, переносчиками которого являются глюоны (они «склеивают» кварки в адроны) [ 1 ].

Кварки до сих пор не удалось выделить в свободном состоя­нии, и есть даже предположение, согласно которому это вообще невозможно, так как с увеличением расстояний между кварками сила взаимодействия между ними не убывает, а, напротив, неогра­ниченно возрастает, что исключает их существование вне элемен­тарных частиц. В экспериментальных исследованиях столкнове­ний частиц во встречных пучках в ускорителях, где общая энергия столкновений достигает сотен миллиардов электрон-вольт, вме­сто кварков наблюдается рождение мощных струй элементарных частиц. При этом число частиц возрастаете увеличением энергии столкновений. Последнее говорит о том, что структура элемен­тарных частиц выражает не только их внутренние связи, но и яв­ляется функцией энергии их внешних взаимодействий. На основе кварковой модели были предсказаны новые частицы.

Связь, взаимодействие и движение — важнейшие атрибуты ма­терии, без которых невозможно ее существование. Взаимодейст­вие обусловливает объединение различных материальных эле­ментов в системы, системную организацию материи. Все свойства тел производны от их взаимодействий, являются результатом их структурных связей между собой и отношений с внешней средой. Для всякого объекта существовать - значит взаимодействовать, как-то проявлять себя по отношению к другим телам. Наше по­знание материального мира осуществляется через раскрытие раз­личных форм взаимодействия и движения тел.

К настоящему времени известны четыре вида фундаменталь­ных взаимодействий:

О гравитационное — имеет универсальный характер и проявляется всегда как притяжение между всеми известными видами материи; является самым слабым из всех взаимодействий. В классической физике оно описывается известным законом тяготения Ньютона. В общей теории относительности гравитационное поле, созда­ваемое массами, связывается с кривизной пространственно-вре­менного континуума. Гравитация вызывает «искривление» про­

странства и замедление хода времени, что сказывается на всех происходящих в системах процессах;

О электромагнитное - имеет также универсальный характер и сущест­вует между любыми телами. В отличие от гравитационного взаимо­действия, которое всегда выступает в виде притяжения, электромаг­нитное взаимодействие может проявляться и как притяжение, и как отталкивание. Благодаря электромагнитным связям возникают ато­мы, молекулы и макроскопические тела. Электромагнитное взаимо­действие в 100—1000 раз слабее сильного взаимодействия. Его пере­носчиками считаются фотоны (их масса покоя равна нулю);

о слабое взаимодействие - всевозможные микропроцессы с излуче­нием нейтрино и антинейтрино. Оно менее универсально, чем гра­витационное и электромагнитное, и распространяется на очень не­значительных расстояниях. Слабые взаимодействия ответственны за многие микропроцессы, характеризуют все виды бета-превра­щений, являются необходимой стороной термоядерных реакций в звездах;

о сильное взаимодействие — обеспечиваетсвязь протонов и нейтро­нов в ядрах атомов, кварков в нуклонах. Переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны.

Эти четыре типа фундаментальных взаимодействий лежат в основе всех других известных форм движения материи, в том чис­ле возникающих, например, в космических системах и макроте­лах при сверхвысоких давлениях и температурах. Любые сложные формы движения при их разложении на структурные составля­ющие обнаруживаются как сложные модификации данных фун­даментальных взаимодействий [2. С. 183—198].

Во второй половине XX в. внимание физиков сосредоточено на создании теории Великого объединения, раскрывающей с по­зиций квантово-релятивистских представлений сущность и ос­нования единства четырех фундаментальных взаимодействий — электромагнитного, сильного, слабого и гравитационного. Эта за­дача одновременно является и задачей создания единой теории элементарных частиц (теории структуры материи).

Итак, понимание материи актуализирует обсуждение вопро­са в плане: субстанциальном — возникновения вещей и процес­сов; субстратном — строения различных уровней мироздания и че­ловека. Современная физика исследует различные типы мате­риальных систем и их структурные уровни.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания. М., 2010.

2. Философские проблемы естествознания ; под ред. С.Т. Мелюхина. М., 1985.

7.2.

<< | >>
Источник: Под редакцией проф. Ю.В. Крянева, проф. Л.Е. Моториной. ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ НАУКИ (ФИЛОСОФИЯ НАУКИ) (2-е издание, переработанное и дополненное). 2011

Еще по теме Философское и физическое понимание материи:

  1. ФИЛОСОФСКОЕ ПОНИМАНИЕ МАТЕРИИ
  2. 4. 2. Формирование философского понятия материи. Современная наука о системной организации материи.
  3. РАЗДЕЛ П. ФИЛОСОФСКОЕ ПОНИМАНИЕ МИРА. ДИАЛЕКТИКА И ТЕОРИЯ ПОЗНАНИЯ
  4. 4. 4. Движение как способ существования материи. Основные формы движения материи, их взаимосвязь и качественная специфика.
  5. Философские и физические проблемы теории пространства и времени
  6. УБИЙСТВО МАТЕРЬЮ НОВО­РОЖДЕННОГО РЕБЕНКА
  7. ТЕМА 18 БЫТИЕ. ВИДЫ БЫТИЯ. МАТЕРИЯ И ДУХ
  8. Тема 4. Бытие и его основные формы. Материя, движение, пространство и время.
  9. ПОНИМАНИЕ
  10. Влияние контекста на понимание и порождение речи
  11. Влияние контекста на понимание и порождение речи
  12. 4.4. Понимание деятельности экономического субъекта
  13. 11. 1. _Основные принципы и специфические особенности материалистического понимания истории.
  14. ПОНИМАНИЕ (англ. understanding, comprehending)
  15. Объяснение, понимание, интерпретация в социальных и гуманитарных науках
  16. 12. Проблема понимания
  17. Понимание местного самоуправления в России
  18. Понимание науки в позитивистской философии XIX в.