Бытие как философская проблема

Современные представления  о структуре материи

 История развития  общих представлений о материи

Проанализировав представления древних  ученых о материи, мы увидим, что  все они по духу своему были материалистическими, но общим их недостатком было, во-первых, сведение понятия материи к какому-то конкретному виду вещества или ряду веществ, а во-вторых, признание материи  в качестве строительного материала, некоей первичной неизменной субстанции автоматически исключало выход  за пределы имеющихся о ней  представлений. Тем самым каким-либо конкретным видом вещества с присущими ему свойствами ограничивалось дальнейшее познание, проникновение в сущность материи. Все же большой заслугой древних материалистов было изгнание представлений о боге-творце и признание взаимосвязи материи и движения, а также вечности их существования.

Мыслители Древней Греции оставили весьма заметный след в развитии учения о материи. Они впервые высказали  мысль о том, что все предметы состоят из мельчайших неделимых  частиц - атомов. Первичная субстанция - атомы движутся в пустоте, и их различные сочетания суть те или иные материальные образования. Уничтожение вещей, по Демокриту, означает лишь их разложение на атомы. В самом понятии атома содержится нечто общее, присущее различным телам.

Несмотря на то, что атомистическое учение и устанавливало общую  природу бытия микропредметов, оно не раскрывало в полной мере понятия материи; в силу своей субстанциональности и ограниченности оно не могло служить критерием общности всего многообразия видов материи. В настоящее время мы знаем, что атомы различны по своей природе и структуре и представляют лишь частицы вещества. Таким образом, у Демокрита мы видим отождествление понятия материи с одним из конкретных ее проявлений, с веществом.

Пытаясь дать определение материи, французский материалист XVIII века Гольбах, в работе «Система природы» писал, что  «по отношению к нам материя  вообще есть все то, что воздействует каким-нибудь образом на наши чувства». Здесь очевидно стремление выделить то общее в различных формах материи, а именно: что они вызывают у  нас ощущения. В этом определении  Гольбах уже отвлекается от конкретных свойств предметов и дает представление о материи как абстракции. Вместе с тем определение Гольбаха было ограниченным. Оно не раскрывало до конца сущности всего того, что воздействует на наши органы чувств, оно не раскрывало специфики того, что не может воздействовать на наши чувства. Эта незавершенность предложенного Гольбахом определения материи создавала возможности, как для материалистической, так и идеалистической ее трактовки.

К концу прошлого века естествознание, и в частности физика, достигло достаточно высокого уровня своего развития. Были открыты общие и, казалось, незыблемые принципы строения мира. Была открыта  клетка, сформулирован закон сохранения и превращения энергии, установлен Дарвином эволюционный путь развития живой природы, Менделеевым создана  периодическая система элементов. Основой бытия всех людей, предметов  признавались атомы - мельчайшие, с  точки зрения того времени, неделимые  частицы вещества. Понятие материи  отождествлялось, таким образом, с  понятием вещества, масса характеризовалась  как мера количества вещества или  мера количества материи. Материя рассматривалась  вне связи с пространством  и временем. Благодаря работам  Фарадея, а затем Максвелла, были установлены законы движения электромагнитного  поля и электромагнитная природа  света. При этом распространение  электромагнитных волн связывалось  с механическими колебаниями  гипотетической среды - эфира. Физики с  удовлетворением отмечали: наконец-то, картина мира создана, окружающие нас  явления укладываются в предначертанные  им рамки.

Многие физики того периода, мыслящие метафизически, не смогли понять сути этих открытий. Вера в незыблемость основных принципов классической физики привела их к скатыванию с материалистических позиций в сторону идеализма. Логика их рассуждений была такова. Атом - мельчайшая частица вещества. Атом обладает свойствами неделимости, непроницаемости, постоянства массы, нейтральности в отношении заряда. И вдруг оказывается, что атом распадается на какие-то частицы, которые  по своим свойствам противоположны свойствам атома. Так, например, электрон имеет изменчивую массу, заряд и  т.д. Это коренное отличие свойств  электрона и атома привело  к мысли, что электрон нематериален. А поскольку с понятием атома, вещества отождествлялось понятие  материи, а атом исчезал, то отсюда следовал вывод: «материя исчезла». С другой стороны, изменчивость массы электрона, под которой понималось количество вещества, стала трактоваться как  превращение материи в «ничто». Таким образом, рушился один из главнейших принципов материализма - принцип неуничтожимости и несотворимости материи.

Материя и движение время и пространство

Одна из важнейших задач естествознания -- создание естественно-научной картины мира в виде целостной упорядоченной системы. Для решения данной задачи используются общие и абстрактные понятия: материя, движение время и пространство.

Материя это все то, что прямо  или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты. Окружающий нас мир, все существующее вокруг нас и обнаруживаемое непосредственно  либо косвенно посредством наших  ощущений представляет собой материю, которая тождественна реальности. Неотъемлемое свойство материи -- движение. Без движения нет материи и наоборот. Движение матери -- любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействий. Материя не существует в бесформенном состоянии -- из нее образуется сложная иерархическая система материальных объектов различных масштабов в сложности.

Главная особенность естственно-научного познания заключается в том, что для естествоиспытателей представляет интерес не материя или движение вообще, а конкретные виды материи и др., свойства материальных объектов, их характеристики которые можно измерить с помощью приборов. В современном естествознании различают три вида материи: вещество, физическое поле и физический вакуум.

Вещество -- основной вид материи, обладающей массой. К вещественным объектам относятся элементарные частицы, атомы, молекулы и многочисленные образование из них материальные объекты. В химии вещества подразделяются на простые (с атомами одного химического элемента) и сложные -- химические соединения. Свойства вещества зависят от внешних условий и интенсивности и взаимодействия составляющих его атомов в молекул, что и обусловливает различные агрегатные состояния вещества: твердое жидкое в газообразное. При сравнительно высокой температуре образуется плазменное состояние вещества. Переход вещества из одного состояния в другое можно рассматривать как один из видов движения материи.

В природе наблюдаются различные  виды движения материи, которые можно  классифицировать с учетом изменений  свойств материальных объектов и  их воздействий на окружающий мир. Механическое движение (относительное перемещение тел), колебательное и волновое движение, распространение и изменение различных полей, тепловое (хаотическое) движение атомов и молекул, равновесные и неравновесные процессы в макросистемах, фазовые переходы между различными агрегатными состояниями (плавление, парообразование и др.), радиоактивный распад, химические и ядерные реакции, развитие живых организмов и биосферы, эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом все это примеры многообразных видов движения материи.

Физический вакуум -- низшее энергетическое со стояние квантового поля. Этот термин введен в квантовой теории поля для объяснения некоторых микропроцессов. Среднее число частиц -- квантов поля -- в вакууме равно нулю, однако в нем могут рождаться виртуальные частицы -- частицы в промежуточных состояниях, существующие короткое время. Виртуальные частицы влияют на физические процессы. В физическом вакууме могут рождаться пары частица-- античастица разных типов. При достаточно большой концентрации энергии вакуум взаимодействует с реальными частицами, что подтверждается экспериментом. Предполагается, что из физического вакуума, находящегося в возбужденном состоянии, родилась Вселенная.

Всеобщими универсальными формами  существования и движения материи  принято считать время и пространство. Движение материальных объектов и различные  реальные процессы происходят в пространстве и во времени. Особенность естественно-научного представления об этих понятиях заключается в том, что время и пространство можно охарактеризовать количественно с помощью приборов.

Время выражает порядок смены физических состоянии и является объективной характеристикой любого процесса или явления. Время это то, что можно измерить с помощью часов. Принцип работы часов основан на многих физических процессах, среди которых наиболее удобны периодические процессы: вращение Земли вокруг своей оси, электромагнитное излучение возбужденных атомов и др. Многие крупные достижения в естествознании связаны с разработкой более точных часов. Существующие сегодня эталоны позволяют измерить время с очень высокой точностью относительная погрешность измерений составляет около 10-11

Временная характеристика реальных процессов  основывается на постулате времени: одинаковые во всех отношениях явления  происходят за одинаковое время. Хотя постулат времени кажется естественным и очевидным, его истинность все  же относительна, так как его нельзя проверить на опыте даже с помощью  самых совершенных часов, поскольку, во-первых, они характеризуются своей  точностью и, во-вторых, невозможно создать принципиально одинаковые условия в природе в разное время. Вместе с тем длительная практика естественно-научных исследований позволяет не сомневаться в справедливости постулата времени в пределах той точности, которая достигнута в данный момент времени.

В современном представлении время  всегда относительно. Из теории относительности  следует, что при скорости, близкой  к скорости света в вакууме, время  замедляется - происходит релятивистское замедление времени, и что сильное  поле тяготения приводит к гравитационному  замедлению времени. В обычных земных условиях такие эффекты чрезвычайно  малы.

Важнейшее свойство времени заключается  в его необратимости. Прошлое  во всех деталях и подробностях нельзя воспроизвести в реальной жизни -- прошлое забывается. Необратимость времени обусловлена сложным взаимодействием множества природных систем, в том числе атомов и молекул, и символически обозначается стрелой времени, «летящей» всегда из прошлого в будущее. Необратимость реальных процессов в термодинамике связывают с хаотичным движением атомов и молекул.

Понятие пространства гораздо сложнее  понятия времени. В отличие от одномерного времени, реальное пространство трехмерно, т. е. имеет три измерения. В трехмерном пространстве существуют атомы и планетные системы, выполняются  фундаментальные законы природы. Однако выдвигаются гипотезы, согласно которым  пространство нашей Вселенной имеет  много измерений, хотя из них наши органы чувств способны ощущать только три.

Первые представления о пространстве возникли из очевидного существования  в природе твердых тел, занимающих определенный объем. Исходя из него, можно  дать определение: пространство выражает порядок сосуществования физических тел. Завершенная теория пространства - геометрия Евклида -- создана более 2000 лет назад и до сих пор считается образцом научной теории.

По аналогии с абсолютным временем И. Ньютон ввел понятие абсолютного  пространства, которое существует независимо от находящихся в нем физических объектов и может быть совершенно пустым, являясь как бы мировой  ареной, где разыгрываются физические процессы. Свойства пространства определяются геометрией Евклида. Именно такое представление  о пространстве лежит в основе практической деятельности людей. Однако пустое пространство идеально, в то время как реальный окружающий нас  мир заполнен различными материальными  объектами. Идеальное пространство без материальных объектов лишено смысла даже, например, при описании механического  движения тела, для которого необходимо указать другое тело в качестве системы  отсчета. Механическое движение тел  относительно. Абсолютного движения, как и абсолютного покоя тел, в природе не существует. Пространство, как и время, относительно.

Специальная теория относительности  объединила пространство и время  в единый континуум пространство - время. Основанием для такого объединения служит принцип относительности и постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материальных объектов скорости света в вакууме, примерно равной 300 000 км/с. Из данной теории следует относительность одновременности двух событий, происшедших в разных точках пространства, а также относительность измерений длин и интервалов времени, произведенных в разных системах отсчета, движущихся относительно друг друга.

В соответствии с общей теорией  относительности свойства пространства времени зависят от наличия материальных объектов. Любой материальный объект искривляет пространство, которое можно  описать не геометрией Евклида, а  сферической геометрией Римана или  гиперболической геометрией Лобачевского. Предполагается, что вокруг массивного тела при очень большой плотности  вещества искривление становится настолько  большим, что пространство -- время как бы «замыкается» локально само на себя, отделяя данное тело от остальной Вселенной и образуя черную дыру, которая поглощает материальные объекты и электромагнитное излучение. На поверхности черной дыры для внешнего наблюдения время как бы останавливается. Предполагается, что в центре нашей Галактики находится огромная черная дыра. Однако есть и другая точка зрения. Академик Российской академии наук А.А. Логунов (р. 1926) утверждает, что никакого искривления пространства - времени нет, а происходит искривление траектории движения объектов, обусловленное изменением гравитационного поля. По его мнению, наблюдаемое красное смещение в спектре излучения отдаленных галактик можно объяснить не расширением Вселенной, а переходом посылаемого ими излучения от среды с сильным гравитационным полем в среду со слабым гравитационным полем, в котором находится наблюдатель на Земле.