§ 5.4. Современная наука о строении материи

В основе современных научных взглядов на строение материи лежит идея о ее сложной системно-структурной организации. «Содержимое» материального мира можно классифицировать по различным признакам. Самая простая классификация – представление его в виде трехъярусного образования: неживая природа, живая природа, человеческое общество. Между выделенными уровнями существует субординационное отношение по схеме «низшее–высшее», «простое–сложное». Высшее, сложное, более организованное не может функционировать без низшего, простого, менее организованного. В основе живой материи лежит неживая, в основе социальной – и первая, и вторая. Низшие же уровни материи (понятия «низшее и высшее», «простое и сложное» являются относительными) не требуют «подпитки» со стороны высших. Они могут функционировать в автономном режиме. Неживая природа не нуждается в живой и социальной, живая – в социальной. В свою очередь каждый из трех названных «блоков» материи имеет собственную уровневую организацию. У них имеются свои субординационные ряды.

Неживая природа включает в себя следующие структурные уровни:

1. Физический вакуум. Это не пустота, а особое состояние материи, которое иногда называют праматерией. Каков ее субстрат – сегодня неизвестно. Считается, что физический вакуум является средой, порождающей элементарные частицы.

2. Элементарные частицы – мельчайшие материальные образования (электроны, протоны, нейтроны, нейтрино и др.). У каждой из них есть свой антипод, античастица. Характерная особенность элементарных частиц – способность к взаимным превращениям. Самые тяжелые из них (т.н. адроны) состоят из кварков, имеющих дробный электрический заряд. Но в свободном состоянии кварки не обнаружены. Физиками предложено несколько моделей мира элементарных частиц. Одной из весьма перспективных считается так называемая «струнная» (Дж. Шварц и М. Грин). Она позволяет синтезировать четыре главных вида физического взаимодействия: электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое.

3. Атом – мельчайшая частица химического элемента, которая сохраняет его свойства. Он состоит из ядра и электронной оболочки. В ядро входят протоны и нейтроны.

4. Молекула – наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Состоит из атомов, скрепленных химическими связями.

5. Микротела – простейшие молекулярные системы.

6. Макротела – жидкие, твердые, газообразные, которые представляют систему сложных молекулярных образований.

7. Планеты (у отдельных из них есть спутники, как, например, у Земли, Марса и др.) – макротела со сложной внутренней структурой, имеющие ядро, литосферу, а в ряде случаев атмосферу и гидросферу.

8. Звезды – светящиеся плазменные шары. Образуются из газово-пылевой среды, главным образом, из водорода и гелия. В них заключена большая часть вещества Вселенной.

9. Галактики – гигантские звездные системы, имеющие общий центр. В их число входит огромное множество звезд. Наша Галактика (Млечный путь) содержит, например, более 100 млрд. звезд.

10. Системы галактик, которые объединены в Метагалактику. Метагалактике присуще такое свойство, как ее расширение (удаление всех галактик друг от друга).

Живая природа:

1. Доклеточный уровень - дезонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) кислоты, белки. Белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения, которые вместе с нуклеиновыми кислотами образуют основу жизни.

2. Клетка – элементарная живая система, лежащая в фундаменте всех растений и животных.

3. Многоклеточные организмы растительного и животного мира – отдельные особи или их совокупность.

4. Популяция – совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

5. Биоценоз – совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих данный участок суши или водоема.

6. Биогеоценоз (экосистема) – однородный участок живой поверхности, единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания.

Человеческое общество является специфическим типом материальной системы, сформированной в рамках биосферы. В него входят такие подсистемы, как семья, классы, нации, народ и др.

В материальном мире иногда выделяют такие уровни, как микро-, макро- и мегамир. Микро- – это мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых материальных объектов (мир элементарных частиц, атомов, мельчайших молекул). Макро- – это совокупность объектов, соразмерных с масштабами земного опыта, включая и самого человека. Мега- – мир огромных космических масштабов и скоростей. Следует также иметь ввиду, что наряду с веществом, которое может существовать в твердом, жидком, газообразном и плазменном состоянии, существует особая полевая субстанция (электрическое, магнитное, электромагнитное, гравитационное и другие поля). Вплоть до начала ХХ века поле определяли как непрерывную материальную среду, а вещество – как прерывное, состоящее из дискретных частиц. Развитие квантовой физики выявило относительность разграничительных линий между веществом и полем. Только на макроуровне, когда можно не принимать во внимание квантовые свойства полей, последние допустимо считать непрерывными средами. На микроуровне ярко проявляется квантово-волновой дуализм. Каждая элементарная частица ведет себя как полевое образование, а поле обнаруживает квантовые свойства.