Що не є масштабним рівнем організації матерії. Структурні рівні організації матерії та його взаємодія. Мікро, Макро, Мега світи

1. Структурні рівні організації матерії

У найзагальнішому вигляді матерія є нескінченна безліч всіх об'єктів і систем, що співіснують у світі, сукупність їх властивостей, зв'язків, відносин і форм руху. При цьому вона включає в себе не тільки всі об'єкти і тіла природи, що безпосередньо спостерігаються, але і все те, що не дано нам у відчуттях. Весь навколишній світ - це матерія, що рухається в її нескінченно різноманітних формах і проявах, з усіма властивостями, зв'язками і відносинами. У цьому світі всі об'єкти мають внутрішню впорядкованість і системну організацію. Упорядкованість проявляється у закономірному русі та взаємодії всіх елементів матерії, завдяки чому вони об'єднуються у системи. Весь світ, таким чином, постає як ієрархічно організована сукупність систем, де будь-який об'єкт одночасно є самостійною системою та елементом іншої, складнішої системи.

Згідно з сучасною природничо-науковою картиною світу всі природні об'єкти також є упорядкованими, структурованими, ієрархічно організованими системами. Виходячи із системного підходу до природи вся матерія ділиться на два великі класи матеріальних систем - неживу та живу природу. У системі неживої природи структурними елементами є: елементарні частинки, атоми, молекули, поля, макроскопічні тіла, планети та планетні системи, зірки та зіркові системи, галактики, метагалактики та Всесвіт загалом. Відповідно в живій природі основними елементами виступають білки та нуклеїнові кислоти, клітина, одноклітинні та багатоклітинні організми, органи та тканини, популяції, біоценози, жива речовина планети.

У той же час як нежива, так і жива матерія включають ряд взаємопов'язаних структурних рівнів. Структура – ​​це сукупність зв'язків між елементами системи. Тому будь-яка система складається не тільки з підсистем та елементів, а й із різноманітних зв'язків між ними. Усередині цих рівнів головними є горизонтальні (координаційні) зв'язки, а між рівнями - вертикальні (субординаційні). Сукупність горизонтальних і вертикальних зв'язків дозволяє створити ієрархічну структуру Всесвіту, в якій основною кваліфікаційною ознакою є розмір об'єкта та його маса, а також їх співвідношення з людиною. На основі цього критерію виділяють такі рівні матерії: мікросвіт, макросвіт та мегасвіт.

Мікросвіт - область гранично малих, безпосередньо неспостережуваних матеріальних мікрооб'єктів, просторова розмірність яких обчислюється в діапазоні від 10-8 до 10-16 см, а час життя - від нескінченності до 10-24 с. Сюди відносяться поля, елементарні частинки, ядра, атоми та молекули.

Макросвіт - світ матеріальних об'єктів, порівнянних за своїми масштабами з людиною та її фізичними параметрами. На цьому рівні просторові величини виражаються в міліметрах, сантиметрах, метрах та кілометрах, а час – у секундах, хвилинах, годинах, днях та роках. У практичній дійсності макросвіт представлений макромолекулами, речовинами у різних агрегатних станах, живими організмами, людиною та продуктами його діяльності, тобто. макротілами.

Мегамир - сфера величезних космічних масштабів та швидкостей, відстань у якій вимірюється астрономічними одиницями, світловими роками та парсеками, а час існування космічних об'єктів – мільйонами та мільярдами років. До цього рівня матерії відносяться найбільші матеріальні об'єкти: зірки, галактики та їх скупчення.

На кожному з цих рівнів діють свої специфічні закономірності, які не зводяться один до одного. Хоча всі ці три сфери світу тісно пов'язані між собою.

Структура мегасвіту

Основними структурними елементами мегасвіту є планети та планетні системи; зірки та зіркові системи, що утворюють галактики; системи галактик, що утворюють метагалактики

Планети - несамосвітні небесні тіла, формою близькі до кулі, обертаються навколо зірок і відбивають їх світло. Через близькість до Землі найбільш вивченими є планети Сонячної системи, що рухаються навколо Сонця по еліптичних орбітах. До цієї групи планет належить і Земля, розташована від Сонця з відривом 150 млн. км.

Зірки - космічні об'єкти, що світяться (газові), що утворюються з газово-пилового середовища (переважно водню і гелію) в результаті гравітаційної конденсації.

Зірки віддалені одна від одної на великі відстані і тим самим ізольовані одна від одної. Це означає, що зірки практично не стикаються одна з одною, хоча рух кожної з них визначається силою тяжіння, що створюється усіма зірками Галактики. Число зірок у Галактиці - близько трильйона. Найчисленніші з них - карлики, маси яких приблизно в 10 разів менші за масу Сонця. Залежно від маси зірки у процесі еволюції стають або білими карликами, або нейтронними зірками, або чорними дірками.

Білий карлик - це електронна постзірка, що утворюється в тому випадку, коли зірка на останньому етапі своєї еволюції має масу меншу за 1,2 сонячної маси. Діаметр білого карлика дорівнює діаметру нашої Землі, температура сягає близько мільярда градусів, а густина - 10 т/см 3 , тобто. у сотні разів більше за земну щільність.

Нейтронні зірки виникають на заключній стадії еволюції зірок, що мають масу від 1,2 до 2 сонячних мас. Високі температура та тиск у них створюють умови для утворення великої кількості нейтронів. У цьому випадку відбувається дуже швидке стиснення зірки, в ході якого в зовнішніх шарах починається бурхливе протікання ядерних реакцій. При цьому виділяється так багато енергії, що відбувається вибух із розкидом зовнішнього шару зірки. Внутрішні її області стрімко стискаються. Об'єкт, що залишився, і отримав назву нейтронної зірки, оскільки він складається з протонів і нейтронів. Нейтронні зірки називають пульсарами.

Зіркові системи (зоряні скупчення) - групи зірок, пов'язані між собою силами тяжіння, що мають спільне походження, подібний хімічний склад і включають до сотень тисяч окремих зірок. Існують розсіяні зіркові системи, наприклад, Плеяди в сузір'ї Тельця. Такі системи немає правильної форми. Нині відомо понад тисячу

зіркових систем. Крім того, до зіркових систем відносяться кульові зоряні скупчення, що налічують у своєму складі сотні тисяч зірок. Сили тяжіння утримують зірки у таких скупченнях мільярди років. Нині вченим відомо близько 150 кульових скупчень.

Галактики - сукупності зоряних скупчень. Поняття «галактика» у сучасній інтерпретації означає величезні зіркові системи. Цей термін (від грецьк. «молоко, молочний») був узвичаєний для позначення нашої зоряної системи, що представляє собою світлу смугу, що тягнеться через все небо, з молочним відтінком і тому названу Чумацьким Шляхом.

Умовно за зовнішньому виглядуГалактики можна розділити на три види. До першого (близько 80%) належать спіральні галактики. У цього виду чітко спостерігаються ядро ​​та спіральні «рукави». Другий вид (близько 17%) включає еліптичні галактики, тобто. такі, що мають форму еліпса. До третього виду (приблизно 3%) належать галактики. неправильної форми, які мають чітко вираженого ядра. Крім того, галактики розрізняються розмірами, числом зірок, що входять до них, і світністю. Усі галактики перебувають у стані руху, причому відстань з-поміж них постійно збільшується, тобто. відбувається взаємне видалення (розбігання) галактик друг від друга.

Наша Сонячна система належить до галактики Чумацького Шляху, що включає не менше 100 млрд зірок і тому відноситься до розряду гігантських галактик. Вона має сплюснуту форму, в центрі якої знаходиться ядро ​​з спіральними «рукавами», що відходять від нього. Діаметр нашої Галактики становить близько 100 тис., а товщина – 10 тис. світлових років. Сусідною з нами є галактика Туманність Андромеди.

Метагалактика – система галактик, що включає всі відомі космічні об'єкти.

Оскільки мегасвіт має справу з більшими відстанями, то для вимірювання цих відстаней розроблено такі спеціальні одиниці:

світловий рік - відстань, що проходить промінь світла протягом року зі швидкістю 300 000 км/с, тобто. світловий рік становить 10 трлн. км;

астрономічна одиниця - це середня відстань від Землі до Сонця, 1 а. дорівнює 8,3 світловим хвилинам. Це означає, що сонячне проміння, відірвавшись від Сонця, досягає Землі через 8,3 хв;

парсек - одиниця виміру космічних відстаней усередині зіркових систем та між ними. 1пк - 206265 а.о., тобто. приблизно дорівнює 30 трлн кілометрів, або 3,3 світловим року.

Структура макросвіту

Кожен структурний рівень матерії у своєму розвитку підпорядковується специфічним законам, але при цьому між цими рівнями немає строгих і жорстких кордонів, всі тісно пов'язані між собою. Межі мікро- та макросвіту рухливі, не існує окремого мікросвіту та окремого макросвіту. Природно, що макрооб'єкти та мегаоб'єкти побудовані з мікрооб'єктів. Проте виділимо найважливіші об'єкти макросвіту.

Центральним поняттям макросвіту є поняття речовини, яке у класичній фізиці, що є фізикою макросвіту, відокремлюють від поля. Під речовиною розуміють вид матерії, що має масу спокою. Воно існує для нас у вигляді фізичних тіл, які володіють деякими загальними параметрами – питомою масою, температурою, теплоємністю, механічною міцністю або пружністю, тепло- та електропровідністю, магнітними властивостями тощо. Всі ці параметри можуть змінюватися в широких межах як від однієї речовини до іншої, так і для однієї речовини в залежності від зовнішніх умов.

Структура мікросвіту

На рубежі XIX-XX ст. в природничо-науковій картині світу відбулися радикальні зміни, викликані новітніми науковими відкриттями в галузі фізики і що зачепили її основні ідеї та установки. У результаті наукових відкриттів спростували традиційні уявлення класичної фізики про атомну структуру речовини. Відкриття електрона означало втрату атомом статусу структурно неподільного елемента матерії і тим самим докорінну трансформацію класичних уявлень про об'єктивну реальність. Нові відкриття дозволили:

виявити існування в об'єктивній реальності як макро-, а й мікросвіту;

підтвердити уявлення про відносність істини, що є лише сходинкою на шляху пізнання фундаментальних властивостей природи;

довести, що матерія складається не з «неподільного першоелементу» (атома), а з нескінченного різноманіття явищ, видів та форм матерії та їх взаємозв'язків.

Елементарні частинки концепції. Перехід природничо-наукових знань з атомного рівня на рівень елементарних частинок призвів учених до висновку, що поняття та принципи класичної фізики виявляються незастосовними до дослідження фізичних властивостей найдрібніших частинок матерії (мікрооб'єктів), таких як електрони, протони, нейтрони, атоми, що утворюють невидимий нами мікросвіт. Через особливі фізичні показники якості об'єктів мікросвіту зовсім не схожі на властивості об'єктів звичного нам макросвіту і далекого мегасвіту. Звідси виникла необхідність відмовитися від звичних уявлень, нав'язаних нам предметами і явищами макросвіту. Пошуки нових способів опису мікрооб'єктів сприяли створенню концепції елементарних частинок.

Відповідно до цієї концепції основними елементами структури мікросвіту виступають мікрочастинки матерії, які не є ні атомами, ні атомними ядрами, не містять в собі будь-яких інших елементів і мають найпростіші властивості. Такі частки було названо елементарними, тобто. найпростішими, які мають у собі ніяких складових частин.

Після того, як було встановлено, що атом не є останньою «цеглиною» світобудови, а побудований з більш простих елементарних частинок, їх пошук зайняв чільне місце в дослідженнях фізиків. Історія відкриття фундаментальних частинок почалася наприкінці ХІХ ст., коли 1897 р. англійський фізик Дж. Томсон відкрив першу елементарну частинку - електрон. Історія відкриття всіх відомих сьогодні елементарних частинок включає два етапи.

Перший етап посідає 30-50-ті гг. XX ст. На початку 1930-х років. були відкриті протон і фотон, 1932 р. - нейтрон, а через чотири роки - перша античастка - позитрон, яка за масою дорівнює електрону, але має позитивний заряд. До кінця цього періоду стало відомо про 32 елементарні частинки, причому кожна нова частка була пов'язана з відкриттям принципово нового кола фізичних явищ.

Другий етап посідає 1960-ті рр., коду загальна кількість відомих частинок перевищила 200. На цьому етапі основним засобом відкриття та дослідження елементарних частинок стали прискорювачі заряджених частинок. У 1970-80-ті роки. потік відкриттів нових елементарних частинок посилився і вчені заговорили про сімейства елементарних частинок. На даний момент науці відомо більше 350 елементарних частинок, що розрізняються масою, зарядом, спином, часом життя та ще рядом фізичних характеристик.

Всі елементарні частинки мають деякі спільні властивості. Одне - властивість корпускулярно-хвильового дуалізму, тобто. наявність у всіх мікрооб'єктів як властивостей хвилі, так і властивостей речовини.

Іншою загальною властивістю є наявність майже у всіх частинок (крім фотона та двох мезонів) своїх античасток. Античастинки - це елементарні частинки, схожі з частинками за всіма ознаками, але відрізняються протилежними знаками електричного заряду та магнітного моменту. Після відкриття великої кількості античастинок вчені заговорили про можливість існування антиречовини і навіть антисвіту. При зіткненні речовини з антиречовиною відбувається процес анігіляції - перетворення частинок і античастинок на фотони та мезони великих енергій (речовина перетворюється на випромінювання).

Ще однією найважливішою властивістю елементарних частинок є їхня універсальна взаємоперетворюваність. Цієї властивості немає ні в макро-, ні в мегасвіті.

рівня організації матерії (2)Реферат >> Біологія

3 2. Триєдність концептуальних рівнівпізнання в сучасної біології …………………………….….. 4 3. Структурні рівні організаціїживих систем ….. . 6 ... рівні організації матерії. Жива природа(коротко – життя) – це така форма організації матеріїна рівні ...

Матеріалістичне розуміння субстанції пройшло більш ніж двох тисячоліть період розвитку. Початок йому було покладено зі спрощеного ставлення до праматері, тобто. про щось, що передувало сучасній матерії, тому є субстанцією.

Поняття матерія - фундаментальна категорія у філософії та природознавстві. У перекладі з латинської materia означає речовину. Початкові уявлення про матерію виникли вже в античності, де представники різних філософських шкілототожнювали її з матеріальною субстанцією, що лежить в основі буття: вода (Фалес), повітря (Анаксимен), вогонь (Геракліт), атоми (Демокріт) тощо.

У середні віки матерію розуміли, в основному, як матеріал, з якого виготовлені речі. Матерія як філософська категорія не розвивалася, хоча ми знаходимо у Августина Блаженного поняття «матерія духовна і тілесна».

У XVII – XVIII ст. складається нове розуміння матерії, відмінне від уявлень древніх. Було зроблено висновок, що матерія – не конкретна речовина (земля, вогонь, вода, повітря тощо), а фізична реальність як така. У цей період від філософії відгалужуються і отримують розвиток як самостійні галузі математичні, природні я суспільні науки. Найбільш розвиненими науками на той час були механіка і геометрія, у поглядах на матерію переважав механицизм. Матерія окреслюється сукупність чуттєво сприйманих тел. Матерія ототожнюється з речовиною, що складається з неподільних, постійних атомів, що володіє універсальними властивостями: механічною масою, вагою, непроникністю, інерцією. Все речове має ці властивості, отже, цілком логічно перенести ці властивості з конкретних речовин на Речовину як таке.

У цей час виник визначення матерії, дане англійським філософом Дж. Берклі, класиком суб'єктивного ідеалізму. У своїй роботі «Діалог між філософом Берклі та матеріалістом» він вкладає в уста матеріаліста поняття матерії як реальності, яка впливає на наші відчуття, але не залежить від них. Берклі, будучи суб'єктивним ідеалістом, всю свою філософську енергію направив на боротьбу проти матеріалізму та його основного поняття - матерії, але саме дане ним визначення матерії було використано французькими матеріалістами, які під матерією розуміли все те, що діє на наші органи почуттів. Під цим усім, що діє на наші органи почуттів, вони мали на увазі речовину, що є сукупністю конкретних частинок-атомів, тотожних між собою, які мають універсальні властивості. У основі матерії-речовини лежать фундаментальні закони світобудови, і закон збереження речовини.

Таке розуміння матерії було історично прогресивним, а й обмеженим. Німецький філософ Ф. Енгельс був першим, хто вказав на цю обмеженість. Він вважав, що не можна зводити матерію до сукупності конкретних частинок-атомів, оскільки вони можуть мати складну структуру. Йому належить визначення матерії як загального поняття, що охоплює все різноманіття речей.

Обмеженість концепції ототожнення матерії з речовиною стала особливо очевидною для природознавства межі XIX-XX ст. Саме в той період у фізиці вибухнула криза, пов'язана з революційними відкриттями.

Як один з варіантів виходу з кризи та подальшого розвитку фізики та філософії В.І. Ленін запропонував нову методологічну основу – нове визначення матерії: «Матерія є філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від них».

Ленін вважав, що необхідно розмежувати філософське розуміння матерії та фізичні уявлення про її властивості та будову, і дав філософське визначення, загострюючи увагу на тому, що матерія як категорія не позначає нічого, крім об'єктивної реальності, а значить, що які б не були відкриті нові стану матерії, досить визначити: чи це відкриття об'єктивної реальністю чи ні. Далі своїм визначенням він наголошував, що матерія є первинна реальність по відношенню до наших відчуттів, оскільки вона існує незалежно від них.

Визначення Леніна є більш діалектичним у порівнянні з колишніми метафізичними визначеннями, оскільки воно відкрите для подальших знань та розвитку. Але, як і будь-яке визначення, воно історично обмежене. Воно, скоріш, гносеологічно, ніж онтологічно, бо сказати, що матерія - об'єктивна реальність, - це змістовному плані нічого сказати. Дане визначенняпрацює проти суб'єктивного ідеалізму, але не працює проти ідеалізму об'єктивного. Адже і бог, і світовий розум, і абсолютна ідея вписуються у визначення об'єктивної реальності для віруючої в них людини. Бог є до віруючого у конкретному образі, який той сприймає за допомогою органів чуття.

Але, незважаючи на зазначені недоліки, в матеріалізмі сьогодні немає нового і досконалого визначення матерії. Поруч із світоглядним слід зазначити і методологічне значення цього визначення у розвиток природознавства. Ідея невичерпності матерії, висловлена ​​В.І. Леніним, сьогодні одна із керівних методологічних принципів природничо дослідження. Це особливо яскраво проявляється у сучасних поглядах на будову матерії, що склалися у природничих науках.

Коротко охарактеризуємо сучасні уявлення про структурної організації матерії. Структурні рівні матерії утворені з певної множини об'єктів будь-якого класу і характеризуються особливим типом взаємодії між складовими їх елементами. Критеріями виділення структурних рівнів є просторово-часові масштаби, сукупність найважливіших властивостей і законів зміни, ступінь відносної складності, що виникла в процесі історичного розвитку матерії в даній галузі світу.

Неорганічна природарозбивається на три 1)мікро-, 2)макро- та 3)мегаміри, що мають наступну послідовність структурних рівнів: 1) субмікроелементарний – мікроелементарний (елементарні частинки та польові взаємодії) – ядерний – атомарний – молекулярний – 2) рівень макроскопічних тіл (ряд підрівень) ) – 3) планети – зірково-планетні комплекси – галактики – метагалактики.

Жива природапідрозділяється такі рівні: біологічних макромолекул – клітинний рівень – мікроорганізмний – органів прокуратури та тканин – організму загалом – популяційний – биоценозный – біосферний. Загальна основа життя – органічний метаболізм (обмін речовиною, енергією та інформацією із середовищем) – специфікується у кожному із виділених рівнів.

Соціальна реальністьпредставлена ​​рівнями: індивідів – сім'ї – колективів – соціальних груп – класів – національностей та націй – держав та систем держав – суспільства загалом.

Зазначимо також, що вищі рівні системної організації матерії виникають у межах порівняно небагатьох явищ попереднього рівня. Так, з трьох основних груп рівнів неорганічної природи (мікро-, макро-і мегамир) лише на рівні меншої частини явищ макросвіту виникає життя, так само соціум виникає у представників єдиного біологічного виду. Ускладнення системної організації матерії цим супроводжує звуження можливостей його реалізації.

Будь-яке членування світу на складові умовні, як умовна будь-яка межа, що розділяє його частини. Умовні поняття та схеми, які важливі для нас як щось, що лежить в основі створеної нами умовності, яка потім панує над нашою уявою за принципом створеної нами абетки. Але саме з неї створюється струнка система мови та понять, що стверджують єдність її структури, єдність Світу, що складається з обмеженої кількості атомів у Періодичному законі.

Звичне розподіл світу на мікро- і макросвіт також умовне, оскільки дуже великі різницю між об'єктами цих ієрархічних щаблів. Тому ми запропонуємо ще одну систему, оскільки вона нам здається кращою. Інші ж знайдуть у ній щось таке, що змусить їх побудувати свою, яка здасться більш відповідної потреби дослідника у її деталізації для осмислення картини Миру.

Під структурою (від латинського слова structure – будова, порядок, розташування) розуміється закономірне просторове розташування одиничного загалом, як сукупність стійких зв'язків елементарних частин об'єкта, які забезпечують його цілісність і тотожність себе, збереження його основних властивостей під впливом внутрішніх та зовнішніх сил.

Структура всесвіту, наприклад, представлена ​​закономірним просторовим розташуванням та стійкими зв'язками галактик, скупчень галактик тощо. Структура галактик складається із закономірно розташованих у них і стійких зв'язків зірок та зоряних скупчень. Структура зоряної системи (наприклад, Сонячної) є закономірним розташуванням і стійкістю зв'язків планет, астероїдів і т.д. Структура живої і неживої речовини є закономірним просторовим розташуванням і стійкістю зв'язків атомів, молекул. Структура атома характеризується закономірним розташуванням та стійкістю зв'язків частинок, розташованих навколо ядра та всередині нього.

Основними принципами системи є:

її цілісність (принципова незводність властивостей системи до суми властивостей її елементів);

структурність (закономірність зв'язків та відносин елементів системи);

взаємозалежність системи від колективних внутрішніх (обумовлених структурою) сил та властивостей навколишнього середовища;

супідрядність чи ієрархічність (кожен елемент системи може розглядатися як підсистема властивостей системи іншого рівня);

множинність опису кожної системи на основі безлічі підсистем, що складають її, властивостей, відносин цих властивостей.

Структурні рівні організації матерії може бути представлені схемою, таблиця 2.1.5-1.

Таблиця 2.1.5-1

Як бачимо, таке членування на сім ієрархічних рівнів світу умовне, як умовні та межі підрозділів. Кордон – це світ умовностей, що змінюються під впливом пізнання дійсного світу. Наприклад, межі мікросвіту і макросвіту в існуючій ієрархії визначаються роздільною здатністю ока. За допомогою створених технічних засобів, приладів та інших фізичних пристроїв людина змогла зазирнути в структуру мікросвіту, макросвіту та мегасвіту. Наявність суперсвіту, як сукупності всесвітів, що взаємодіють, передбачається концепцією множинності світів, висунутої ще Д.Бруно. Звідси підсистеми навколишнього матеріального світу складають єдину нескінченну у просторі-часі систему чи структуру Суперсвіту.

Умовність та необхідність підрозділів світу на його складові елементивиходить із необхідності пізнати світ частинами і в цілому. У процесі пізнання розширюються уявлення про межі підрозділів. Наприклад, межі мезомиру у розвитку людини та її свідомості також безупинно розширюються. На зорі людської цивілізації - це він сам і його світ природного навколишнього природного середовища. Пізніше виникають штучні знаряддя праці, машини, створені самою людиною. Потім людина виходить у найближчий космос, і його навколишньою дійсністю є об'єкти навколоземного простору, потім у віддаленому майбутньому всієї Сонячної системи. Тобто поступово мезомир розширює свої межі до об'єктів макросвіту. З розвитком космічних подорожейза межі Сонячної системи об'єктом навколишнього світу може бути і мегамир. Піонер-10, витвір людини, вийшов за межі Сонячної системи і вже перебуває у структурі Чумацького Шляху – нашої галактики.

Дивно, але людський розум здатний створювати і віртуальний світ, в якому може подорожувати, відчувати насолоду від відкриттів, страждати, любити і ненавидіти. Кордон віртуального та дійсного світу також умовна та швидкоплинна, наскільки ми можемо швидко перейти від теоретичних міркувань про влаштування світу до практичним реалізаціямідей з урахуванням досвіду.

Вражаючим є також факт нероздільності живої та неживої матерії на всіх рівнях її організації. «Живе – від живого!». Каже принцип Пастера-Редді. Але ж живе виникло з неживого і є наслідком еволюції неживого!

Якщо існує мікросвіт, мезомир та макросвіт живої матерії, то логічно Чумацький шлях (наша галактика), маючи життя у Сонячній системі, сама є носієм життя. Подібні міркування приведуть нас до думки, що життя є приналежністю всього всесвіту. Саме з появою розуму на Землі Метагалактика перейшла у нову якість – стала розумною.

Складові елементи живого (атоми, молекули) є кожний окремо неживу речовину. Якщо розібрати живе на атоми, то подальшою операцією збирання атомів неможливо створити живе. Для цього потрібна вся історія еволюції живого і неживого дійсного навколишнього світу всесвіту. У цьому полягає один із парадоксів членування світу на живу та неживу його складові. Скоріше треба припустити, що вся речовина у всесвіті просто пронизана елементами, здатними до власної самоорганізації під назвою життя, ніж розділяти поняття живого та неживого. Сам же всесвіт являє собою єдність, що розвивається і безперервно вдосконалюється нескінченно малого (щось) і нескінченно великого (всього).

Матерія структурована як рухом, простором, часом, формою, а й розмірністю, рівнем організації. Але якщо рух, простір та час у матеріальному світі є неодмінним атрибутом співіснування, то рівень організації матерії є класифікаційним принципом, зручним для розчленування (дроблення) ознак існування матеріального світу з метою його дискретного пізнання шляхом послідовного наближення від приватного до загального чи навпаки.

Ієрархічні рівні організації речовини в природничих дисциплінах різні. У органічному світівони поділяються на класи, типи, групи, сімейства, роду, види. У неорганічному світі ієрархічні рівні відповідають комплексам, формаціям, породам, мінеральним видам тощо. Причому межі цього поділу, повторюємо, дуже умовні й визначаються необхідністю отримання інформації про структуровану одиницю (частини), вивченням якості якої, трансляції їх у чотиривимірному просторі ми можемо зрозуміти, як влаштовано ціле.

Ієрархія (від грец. hieros - священний і arche - влада). Розташування сукупності елементів у порядку від найвищого до нижчого рангу. Спосіб влаштування складних систем, при якому ланки системи розподілені за різними рівнями відповідно до заданого критерію.

Два ієрархічних рівня організації матерії - мікро- і макросвіт (мікрокосм і макрокосм) здавна розмежовуються природничими науками, оскільки в них проявляються форми руху дещо по-іншому. Виникають нові взаємодії. Але це поділ матеріального світу є умовним. Бо макросвіт складається із структурованої речовини мікросвіту, що нескінченно транслюється в просторі-часі все існуюче і майбутнє різноманіття явищ, станів, рухів об'єктів.

Вже в давнину існувала ідея про мікро- та макрокосм. Мікрокосм – світ людини, макрокосм – вся природа. Це ніби живі істоти, створені за єдиним зразком і наділені єдиною душею… Вже в давнину існував принцип, що людина є мірою всіх речей, оскільки люди бачили в будові її тіла гармонію, і цю гармонію переносили на світ, що вимірюється через пропорції людського тіла. Так було створено одне із чудес світу – Парфенон, над розгадкою гармонії якого так довго б'ються будівельники та архітектори.

Мікрокосм і макрокосм (від грец., великий світ- Всесвіт і малий світ – людина). Натурфілософи XVI ст., особливо Парацельс, розглядали всесвіт як людський організм у збільшеному вигляді, а людину як всесвіт у мініатюрі і виводили звідси, що між всесвітом і людиною існує такий самий зв'язок, як і між членами одного тілесного організму, і чому, наприклад , зірки можуть впливати на долю людини.

Послідовність розташування об'єктів у Всесвіті за структурними рівнями матерії (СУМ) передбачає існування структурної організації складних багаторівневих систем. Вона проявляється в упорядкуванні взаємодій між СУМ від найвищого до нижчого порядку. Запропоновано у роботі Б.П. Іванова, таблиця 2.1.5-2.

Виходячи з загального принципуєдності світоустрою, сучасна наука на основі експериментальних досягнень описує матерію в діапазоні від 1 10 -18 до 1 10 26 м. Вона проявляє себе як у формі конкретних об'єктів, так і середовища.

Пошуки фундаментальних закономірностей, які дозволили б структурувати світ таким чином, щоб стало можливим передбачення будь-якого історичного рівня його організації, продовжуються. З розвитком квантової механіки світ несподівано представився «Летючим Голландцем», коли виявилося не можна однозначно визначитися в його реальних межах ні в просторі, ні в часі. У межах так необхідних нам у звичному для нас макросвіті через подвійність природи мікросвіту. Світ у просторі мікросвіту виявився «розмазаним», а межі його виглядали настільки умовними, що виникла необхідність для опису взаємодій між його частинками вдатися до віртуальних частинок, «народження» яких одночасно збігалося б з їхньою «смертю». І до того ж вони встигали бути передатною ланкою такої взаємодії.

За уявленнями Б.П.Іванова матерія виявляється «не розмазана», а групується у просторі певним чином. Система матерії складається зі згустку (ядра) і навколишнього його фізичного поля, що у певних відносинах і зв'язках друг з одним, утворюють певну цілісність (єдність). Така система матерії названа ним організаційною формою матерії (ОФМ) чи локалізованим об'єктом всесвіту. Автор у будові матерії проводить аналогію між будовою частинок, атомів, зірок, галактик. Тобто, на будь-якому рівні організації матерії, чи то частка, атом, зірка чи галактика безперечно існує ядро ​​та фізичне поле, об'єднані в одну єдину системуорганізаційної форми матерії, яка є фундаментальною одиницею всього відомого світобудови, включаючи всесвіт.

Групу організованих форм матерії, що мають одне загальна властивість, Наприклад, електричний заряд у ядер атомів елементів таблиці Д. І. Менделєєва, автор об'єднує в один структурний рівень матерії (СУМ).

Всю сукупність СУМ він вміщує наступну ієрархію, що складається з елементів:

• елементарні частки;
• ядра;
• атоми;
• молекули;
• кристали;
• пил;
• мікрометеороїди;
• метеороїди;
• комети;
• астероїди;
• планети;
• зірки; скупчення зірок;
• кульові скупчення;
• галактики;
• скупчення галактик;
• надскупчення галактик;

Метагалактика.

• Це також умовна ієрархія. Оскільки вона може бути доповнена, наприклад, послідовним рядом:
• кристал, елементарна осередок якого складається з атомів або іонів, що транслюються по кристалографічних напрямках;
• мінерал (що складається із сукупності атомів, іонів, молекул);
• порода (як сукупність різних мінералів, що її складають);
• пил (як сукупність кристалів, мінералів, порід різного складу) тощо;
• формації, як співтовариство геологічних тіл, що об'єднуються в парагенетичному, генетичному чи якомусь іншому відношенні, що складаються з порід, руд, мінералів і т.д.

Матеріальним об'єктом галактики є і релятивістські об'єкти про чорних дірок тощо.

Проте, у пропонованій ієрархії Б.П.Іванова простежується певна закономірність. Між структурними рівнями матерії спостерігаються стрибкоподібні зміни їх узагальнених якісних характеристик, що дозволило автору використовувати в цій ієрархії модель «квантових сходів», на сходах яких розміщуються структурні рівні матерії.

У межах одного ступеня структурний рівень матерії за Б.П.Івановим складається з трьох підрівнів. У кожному підрівні спостерігається регулярна повторюваність властивостей об'єктів зі зростанням радіусу ядра ОФМ внаслідок семиразової біфуркації. Властивість структурності в ієрархії СУМ успадковують структурні рівні нижніх щаблів. Наприклад, Метагалактика складається з надскопа галактик, будь-яка галактика у свою чергу складається з зоряних скупчень і т.д. аж до елементарних частинок. Тобто в основі матерії лежить поняття про елементарну частину, яка повторюється, транслюється у просторі-часі, внаслідок чого формується ціле: речовина та структура світу.

Структурні рівні організації матерії за Б.П.Івановим

Таблиця 2.1.5-2

За вище наведеними табличними даними Б.П.Івановим межа мікрокосму ( внутрішнього світу) та макрокосму визначається числом після.0., .0.1 і т.д. У мікрокосм, таким чином, увійшли структури, починаючи від гравійних частинок, піску, алевриту та меншої розмірності. Перевага вище наведеної структурної ієрархії на основі ідеї організаційної форми матерії полягає у можливості визначення дискретних меж розмірності матеріального світу шляхом розподілу на коефіцієнт подібності рівним числу 128 (для мікрокосму) та шляхом множення на цей же коефіцієнт (для макрокосму). Таким чином, мікросвіт за Б.П. Іванову цілком дискретний і піддається граничному структуруванню, але на межах мікроструктур їх властивості змінюються стрибкоподібно.

Макрокосм для Землі у цій класифікації починається з навколоземного простору та поширюється на всю зовнішню частину всесвіту.

Ієрархічний підхід Б.П.Іванова хороший для опису наукової картини світу. Він трохи бентежить обивателя в тій частині, що подібне членування матеріального світу, хоча й охоплює все різноманіття властивостей і структур, що закономірно змінюються, але не дає можливості образно виділити ієрархічну супідрядність, з якою зазвичай має справу свідомість людини. Він частіше міряє не числом, а масштабом, здатністю розв'язання ока або усвідомленням розмірності на рівні відчуттів.

У концепції «квантового народження всесвіту», висунутої в 1973 р. П. І. Фоміним та Е. Тріоном, причинно-обумовлені зв'язки на всіх структурних рівнях Світу спостерігається в «початковому» стані всесвіту, який був фізичним вакуумом. А причиною космологічного розширення, що спостерігається нині, могла стати антигравітуюча здатність вакууму, що викликає відштовхування між «внесеними» в нього частинками речовини. І йому тиск негативно: p = - ε. Однак основним каменем спотикання квантового народження всесвіту полягає в необхідності пояснення, чому вона виглядає ізотропною при розширенні стану сингулярності.

Перше покоління космологічних моделей відповідало однорідному та ізотропному розподілу матерії, тобто описувало не реальний розподіл речовини, а – усереднений по осередках, розмір яких порядку міжгалактичних відстаней, з початковою сингулярністю – станом із нескінченною щільністю. Еволюція світу у цих моделях залежить від сумарної щільності речовини в справжню епоху. І якщо ρ< ρ крит. (~10 -25 г/см 3), то пространство бесконечно («открытый мир») и наблюдающееся ныне космологическое расширение неограниченно; в случае ρ >ρ критий. - простір звичайно, а розширення, через деякий час, має змінитись стиском («замкнутий світ»). Відкритий чи замкнутий, у межах даних моделей Світ (Метагалактика) нині незрозуміло, оскільки сучасні спостережні оцінки свідчать, що ρ / ρ крит ~1.

Друга генерація космологічних моделей. Облік неоднорідностей реального розподілу речовини в Метагалактиці призвів до дещо іншої картини її еволюції. Ці моделі суперечать спостережуваної глобальної ізотропії реліктового (фонового) випромінювання. Тому що будь-яке скільки завгодно мале відхилення від ізотропності швидко зростає з розширенням всесвіту, і вона не може відкриватися в просторі ізотропно, оскільки розширення йде швидше, ніж поширюється електромагнітне випромінювання.

У моделях третього покоління передбачається первинне квантування параметрів моделі (наближення до повної квантової моделі світу). Проте моделі третього і другого поколінь неможливо пояснити ізотропність Метагалактики, включаючи ізотропність реліктового випромінювання, крім його флуктуації – дипольна компонента.

Тема: Структурні рівні організації матерії

Тип: Контрольна робота | Розмір: 57.59K | Завантажено: 127 | Доданий 11.01.11 о 15:59 | Рейтинг: +3 | Ще Контрольні роботи

ВНЗ: ВЗФЕД

Рік та місто: 2010

ВСТУП 3

2. Сутність мікро-, макро- та мегамирів 9-18

3. Класичне та сучасне розуміння концепції макросвіту 18-19

ВИСНОВОК 20

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 21

Вступ.

Весь навколишній світ є рухому матерію в її нескінченно різноманітних формах і проявах, з усіма її властивостями, зв'язками і відносинами.

Інструментарій, що використовується для виявлення причинно-наслідкового зв'язку елементів економічної системи, дозволяє зафіксувати методологію економіки як сукупність підходів та прийомів пізнання економічних відносин та процесів. При цьому використання як інструментарію економічної наукиконцепцій сучасного природознавства дозволяє усвідомити структурні рівні організації економіки за аналогією зі структурними рівнями організації матерії, що фіксуються на мікро-, макро- та мегарівнях.

Природні науки, почавши вивчення матеріального світу з найпростіших безпосередньо сприймаються людиною матеріальних об'єктів, переходять далі до вивчення найскладніших об'єктів глибинних структур матерії, які виходять за межі людського сприйняття і несумірні з об'єктами повсякденного досвіду. Застосовуючи системний підхід, природознавство не просто виділяє типи матеріальних систем, а розкриває їх зв'язок та співвідношення. У науці виділяються три рівні будови матерії. Макросвіт світ макрооб'єктів. Мікросвіт - світ гранично малих, безпосередньо не спостерігаються мікрооб'єктів. Мегамир - світ величезних космічних масштабів та швидкостей. І хоча цих рівнях діють свої специфічні закономірності, мікро-, макро- і мегамири тісно взаємопов'язані.

Розглянемо докладніше, що таке матерія, а як і її структурні рівні.

Усі об'єкти живої і неживої природи можна у вигляді певних систем, що мають конкретні особливості та властивості, що характеризують їх рівень організації. З урахуванням рівня організації можна розглядати ієрархію структур організації матеріальних об'єктів живої та неживої природи. Така ієрархія структур починається з елементарних частинок, що становлять початковий рівень організації матерії, і закінчується живими організаціями та співтовариствами - вищими рівнями організації.

на різний ступіньорганізації живої матерії звертали увагу вчені різних часів. Ще минулого століття німецький ботанік М.Шлейден говорив про різний порядок організованості живих тіл. На той час було створено клітинну теорію живої матерії. Німецький біолог-еволюціоніст Е.Геккель вважав протоплазму клітини неоднорідною частиною, яку він назвав пластидулами. На думку англійського філософа Г.Спенсера (1820—1903рр.), пластидули не статичні, а перебувають у стані постійної функціональної активності, у зв'язку з чим вони були названі фізіологічними одиницями. Отже, стверджувалася ідея дискретності, тобто. ділимості живої матерії на складові більш низької організації, яким приписувалися цілком певні функції.

Концепція структурних рівнів живої матерії включає уявлення системності та пов'язаної з нею органічної цілісності живих організмів. Проте історія теорії систем починалася з механістичного розуміння організації живої матерії, відповідно до якого все вище зводилося до нижчого: процеси життєдіяльності – до сукупності фізико-хімічних реакцій, а організація організму – до взаємодії молекул, клітин, тканин, органів тощо. Якісні особливості живих організмів заперечувалися. Тоді один із представників фізіологічного детермінізму, французький патофізіолог К.Бернар (1813—1878гг.) вважав, що це структури і у багатоклітинному організмі визначаються внутрішніми причинами, природа яких поки що не розшифрована.

Історично склалося так, що поняття «структурні рівні» запровадили не біологи, а філософи. Концепція структурних рівнів уперше була запропонована у 20-х роках XX століття. Відповідно до цієї концепцією структурні рівні різняться як за класами складності, а й у закономірностям функціонування. Крім того, концепція включає ієрархію структурних рівнів, в якій кожен наступний рівень входить у попередній, утворюючи таким чином єдине ціле, де нижчий рівень міститься у найвищому. Отже, поняття рівнів організації зливається з органічною цілісністю.

Концепція структурних рівнів набула подальшого розвитку. Вона найповніше відбиває об'єктивну реальність, що склалася під час історичного поступу живої природи. На рис.1 представлена ​​наочна схема ієрархії структури живої та неживої природи. Ця схеманайбільш повно відображає цілісну картину природи і рівень розвитку не тільки біології, але і всього природознавства, з розвитком якого будуть уточнюватися природничо концепції, а разом з ними неодмінно буде вдосконалюватися ієрархія структур живої і неживої природи.

Розрізнення стійких тенденцій у визначенні причинно-наслідкової взаємодії просторово-часових умов розвитку як природи, так і суспільства дозволяє сформувати основні принципи, що лежать в основі алгоритмів розвитку, а саме принцип відносності, принцип симетрії, закони збереження. Звідси використання цих принципів у методології економічної науки дозволить використовувати зазначену систематичність, яка є в алгоритмі розвитку, як ресурс для розвитку самої економіки.

Рис.1 Структурні рівні організації матерії

Матерія (лат. Materia – речовина), «…філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від нас».

Матерія - це безліч всіх існуючих у світі об'єктів і систем, субстрат будь-яких властивостей, зв'язків, відносин і форм руху. Матерія включає у собі як безпосередньо обстежені об'єкти і тіла природи, а й усі ті, які у принципі може бути пізнані у майбутньому з урахуванням вдосконалення засобів спостереження та експерименту. З погляду марксистсько-ленінського розуміння матерії вона органічно пов'язана з діалектико-матеріалістичним рішенням основного питання філософії; воно виходить із принципу матеріальної єдності світу, первинності матерії по відношенню до людській свідомостіта принципу пізнаваності світу на основі послідовного вивчення конкретних властивостей, зв'язків та форм руху матерії.

В основі уявлень про будову матеріального світу лежить системний підхід, згідно з яким будь-який об'єкт матеріального світу, чи то атом, планета, організм або галактика, може бути розглянутий як складне утворення, що включає складові частини, організовані в цілісність. Для позначення цілісності об'єктів у науці було вироблено поняття системи.

Матерія як об'єктивна реальність включає не тільки речовину в чотирьох його агрегатних станах (твердому, рідкому, газоподібному, плазмовому), але і фізичні поля (електромагнітне, гравітаційне, ядерне і т. д.), а також їх властивості, відносини, продукти взаємодії.

Входить у неї і антиречовина (сукупність античастинок: позитрон, чи антиелектрон, антипротон, антинейтрон), нещодавно відкрите наукою. Антиречовина в жодному разі не антиматерія. Антиматерії взагалі не може бути.

Рух і матерія органічно і нерозривно пов'язані один з одним: немає руху без матерії, як немає і матерії без руху. Інакше кажучи, немає у світі незмінних речей, властивостей та стосунків. "Все тече, все змінюється". Одні форми чи види змінюються іншими, перетворюються на інші - рух постійно.

Рухаюча матерія існує у двох основних формах - у просторі та в часі. Поняття простору служить висловлення якості протяжності та порядку співіснування матеріальних систем та його станів.

Воно об'єктивне, універсальне (загальна форма) і необхідне. У понятті часу фіксується тривалість та послідовність зміни станів матеріальних систем. Час об'єктивний, невідворотний і необоротний.

Основоположником погляду на матерію, що складається з дискретних частинок, був Демокріт. Демокріт заперечував нескінченну подільність матерії. Атоми різняться між собою лише формою, порядком взаємного прямування, і становищем у порожньому просторі, і навіть величиною і залежною від величини вагою. Вони мають нескінченно різноманітні форми з западинами чи опуклостями. Демокріт називає атоми також «фігурами» або «відиками», з чого випливає, що атоми Демокріту є максимально малими, далі неподільними фігурами чи статуетками. У сучасній науці багато сперечалися про те, чи є атоми Демокріта фізичними чи геометричними тілами, проте сам Демокріт ще не дійшов до розрізнення фізики та геометрії. З цих атомів, що рухаються в різних напрямках, з їхнього «вихору» за природною потребою шляхом зближення взаємноподібних атомів утворюються як окремі цілі тіла, так і весь світ; рух атомів вічний, а кількість світів, що виникають, нескінченно.

Світ доступної людині об'єктивної дійсності постійно розширюється.

Концептуальні форми висловлювання ідеї структурних рівнів матерії різноманітні.

2. Сутність мікро-, макро- та мегамирів.

Сучасна наука виділяє у світі три структурні рівні.

Мікросвіт - це молекули, атоми, елементарні частинки - світ гранично малих, безпосередньо не спостерігаються мікрооб'єктів, просторова різномірність яких обчислюється від 10 -8 до 10 -16 см, а час життя - від нескінченності до 10 -24 с.

Макросвіт - світ стійких форм і пропорційних людині величин, а також кристалічні комплекси молекул, організми, спільноти організмів; світ макрооб'єктів, розмірність яких співвідносна з масштабами людського досвіду: просторові величини виражаються у міліметрах, сантиметрах та кілометрах, а час – у секундах, хвилинах, годинах, роках.

Мегамір - це планети, зіркові комплекси, галактики, метагалактики - світ величезних космічних масштабів і швидкостей, відстань у якому вимірюється світловими роками, а час існування космічних об'єктів - мільйонами та мільярдами років.

І хоча цих рівнях діють свої специфічні закономірності, мікро-, макро - і мегамири тісно взаємопов'язані.

Розберемо структурні рівні матерії з окремості.

Мікросвіт.Демокрітом в античності було висунуто Атомістична гіпотеза будови матерії, пізніше, у XVIII ст. була відроджена хіміком Дж. Дальтоном, який прийняв атомну вагу водню за одиницю і зіставив із нею атомні ваги інших газів. Завдяки працям Дж. Дальтона почали вивчатися фізико-хімічні властивостіатома. У ХІХ ст. Д. І. Менделєєв побудував систему хімічних елементів, засновану на їхній атомній вазі.

У фізику уявлення про атоми як про останні неподільні структурні елементи матерії прийшли з хімії. Власне фізичні дослідження атома починаються наприкінці ХІХ ст., коли французьким фізиком А.А.Беккерелем було відкрито явище радіоактивності, яке полягало у мимовільному перетворенні атомів одних елементів на атоми інших елементів.

Історія дослідження будови атома розпочалася 1895 р. завдяки відкриття Дж. Томсоном електрона - негативно зарядженої частки, що входить до складу всіх атомів. Оскільки електрони мають негативний заряд, а атом в цілому електрично нейтральний, було зроблено припущення про наявність крім електрона і позитивно зарядженої частинки.

Існували кілька моделей будови атома.

У 1902 р. англійський фізик У. Томсон запропонував першу модель атома - позитивний заряд розподілений у досить великій області, а електрони вкраплені в нього як «родзинки в пудинг».

У 1911 р. Еге. Резерфорд запропонував модель атома, яка нагадувала сонячну систему: у центрі знаходиться атомне ядро, а навколо нього своїми орбітами рухаються електрони. Ядро має позитивний заряд, а електрони негативний.

Обидві ці моделі виявилися суперечливими.

У 1913 р. великий датський фізик М.Бор застосував принцип квантування під час вирішення питання про будову атома і характеристиці атомних спектрів, усунувши цим протиріччя вище сказаних моделях.

Модель атома Н.Бора базувалася на планетарній моделі Е.Резерфорда і розробленої ним самим квантової теорії будови атома. Н.Бор висунув гіпотезу будови атома, засновану на двох постулатах, абсолютно несумісних із класичною фізикою:

1) у кожному атомі існує кілька стаціонарних станів (говорячи мовою планетарної моделі, кілька стаціонарних орбіт) електронів, рухаючись якими електрон може існувати, не випромінюючи;

2) при переході електрона з одного стаціонарного стану до іншого атом випромінює або поглинає порцію енергії.

Зрештою, точно описати структуру атома на підставі уявлення про орбіти точкових електронів принципово неможливо, оскільки таких орбіт насправді не існує.

Теорія М.Бора є хіба що прикордонну смугу першого етапу розвитку сучасної фізики. Це останнє зусилля описати структуру атома на основі класичної фізики, доповнюючи її лише невеликою кількістю нових припущень.

Макросвіт.В історії вивчення природи можна виділити два етапи: донауковий та науковий.

Донауковий, чи натурфілософський, охоплює період від античності до становлення експериментального природознавства XVI—XVII ст. Спостерігалися природні явища пояснювалися з урахуванням умоглядних філософських принципів.

Найбільш значущою для подальшого розвитку природничих наук була концепція дискретної будови матерії атомізму, згідно з яким всі тіла складаються з атомів - найдрібніших у світі частинок.

Формування наукових поглядів на будову матерії відноситься до XVI ст., коли Г.Галілеєм було закладено основу першої в історії науки фізичної картини світу – механічної. Він не просто обґрунтував геліоцентричну системуМ.Коперника відкрив закон інерції, а розробив методологію нового способу опису природи - науково-теоретичного. Суть його полягала в тому, що виділялися лише деякі фізичні та геометричні характеристики, які ставали предметом наукового дослідження

І.Ньютон розробив сувору наукову теорію механіки, що описує і рух небесних тіл, і рух земних об'єктів одними і тими самими законами. Природа розглядалася як складна механічна система.

У рамках механічної картини світу, розробленої І. Ньютоном та його послідовниками, склалася дискретна (корпускулярна) модель реальності.

Матерія розглядалася як речовинна субстанція, що складається з окремих частинок – атомів чи корпускул. Атоми абсолютно міцні, неподільні, непроникні, характеризуються наявністю маси та ваги.

Підсумком ньютонівської картини світу став образ Всесвіту як гігантського і повністю детермінованого механізму, де події та процеси являють собою ланцюг взаємозалежних причин та наслідків.

Поруч із механічної корпускулярної теорією, здійснювалися спроби пояснити оптичні явища принципово іншим шляхом, саме - з урахуванням хвильової теорії, сформульованої X.Гюйгенсом. Хвильова теорія встановлювала аналогію між поширенням світла та рухом хвиль на поверхні води або звукових хвиль у повітрі. У ній передбачалося наявність пружного середовища, що заповнює весь простір - світлоносного ефіру. Виходячи з хвильової теорії X.Гюйгенс успішно пояснив відображення та заломлення світла.

Іншою областю фізики, де механічні моделі виявилися неадекватними, була область електромагнітних явищ. Експерименти англійського натураліста М. Фарадея і теоретичні роботи англійського фізика Дж. К. Максвелла остаточно зруйнували уявлення ньютонівської фізики про дискретну речовину як єдиний вид матерії і започаткували електромагнітну картину світу.

Явище електромагнетизму відкрив датський дослідник природи X.К.Ерстед, який вперше помітив магнітну дію електричних струмів.

Продовжуючи дослідження в цьому напрямку, М. Фарадей виявив, що тимчасова зміна в магнітних поляхстворює електричний струм.

М. Фарадей дійшов висновку, що вчення про електрику та оптика взаємопов'язані та утворюють єдину область. Його роботи стали вихідним пунктом досліджень Дж. К. Максвелла.

Виходячи зі своїх досліджень, Максвелл зміг укласти, що світлові хвилі є електромагнітними хвилями. Єдина сутність світла та електрики, яку М. Фарадей припустив у 1845 р., а Дж. К. Максвелл теоретично обґрунтував у 1862 р., була експериментально підтверджена німецьким фізиком Г. Герцем у 1888 р.

Після експериментів Г. Герца у фізиці остаточно утвердилося поняття поля не як допоміжна математична конструкція, а як об'єктивно існуюча фізична реальність. Було відкрито якісно новий, своєрідний вид матерії.

Отже, до кінця ХІХ ст. Фізика дійшла висновку, що матерія існує у двох видах: дискретної речовини та безперервного поля.

В результаті ж наступних революційних відкриттів у фізиці наприкінці минулого і на початку нинішнього століть виявилися зруйнованими уявлення класичної фізики про речовину і поле як два якісно своєрідні види матерії.

Мегамір.Мегамир або космос, сучасна наука розглядає як систему, що взаємодіє і розвивається всіх небесних тіл.

Матерія у Всесвіті представлена ​​космічеськими тілами, що сконденсувалися, і дифузною матерією. Дифузна матерія існує у вигляді роз'єднаних атомом і молекул, а також більш щільних утворень - гігантських хмар пилу та газу - газово-пилових туманностей. Значну частку матерії у Всесвіті, поруч із дифузними утвореннями, займає матерія як випромінювання.

Поняття «Всесвіт» і «Метагалактика» — дуже близькі поняття: вони характеризують той самий об'єкт, але у різних аспектах. Концепція

"Всесвіт" позначає весь існуючий матеріальний світ; поняття

«Метагалактика» — той самий світ, але з погляду його структури як упорядковану систему галактик.

Сучасні космологічні моделі Всесвіту ґрунтуються на загальній теорії відносності А. Ейнштейна, згідно з якою метрика простору та часу визначається розподілом гравітаційних мас у Всесвіті. Її властивості як цілого обумовлені середньою густиною матерії та іншими конкретно-фізичними факторами. Час існування Всесвіту нескінченно, тобто. немає ні початку, ні кінця, а простір безмежно, але звісно. Класична ньютонівська космологія явно чи неявно приймала такі постулати: Всесвіт - це всеіснуючий, "світ загалом". Космологія пізнає світ таким, як він існує сам собою, безвідносно до умов пізнання. Простір і час Всесвіту є абсолютними, вони не залежать від матеріальних об'єктів і процесів. Простір та час метрично нескінченні. Простір і час однорідні та ізотропні. Всесвіт стаціонарний, не зазнає еволюції. Змінюватися можуть конкретні космічні системи, але з світ загалом.

У 1929 р. американський астроном Е.П. Хаббл виявив існування дивної залежності між відстанню і швидкість галактик: всі галактики рухаються від нас, причому зі швидкістю, яка зростає пропорційно відстані, - система галактик розширюється. Розширення Всесвіту вважається науково встановленим фактом. Згідно з теоретичними розрахунками Ж. Леметра, радіус Всесвіту в первісному стані був 10 -12 см, що близько за розмірами до радіусу електрона, а його щільність становила 1096 г/см 3 . У сингулярному стані Всесвіт був мікрооб'єктом мізерно малих розмірів. Від початкового сингулярного стану Всесвіт перейшов до розширення в результаті Великого вибуху.

Ретроспективні розрахунки визначають вік Всесвіту 13 -20 млрд. років. Г.А. Гамов припустив, що температура речовини була великою і падала з розширенням Всесвіту. Його розрахунки показали, що Всесвіт у своїй еволюції проходить певні етапи, під час яких відбувається утворення хімічних елементів та структур. У сучасній космології для наочності початкову стадію еволюцію Всесвіту ділять на «ери»:

1. Епоха адронів. Тяжкі частки, що вступають у сильні взаємодії;

2. Ера лептонів. Легкі частки, що вступають у електромагнітну взаємодію;

3. Фотонна епоха. Тривалість 1 млн років. Основна частка маси – енергії Всесвіту – припадає на фотони;

4. Зоряна епоха. Настає через 1 млн. років після зародження Всесвіту. У зіркову еру починається процес утворення протозірок та протогалактик. Потім розгортається грандіозна картина утворення структури Метагалактики.

У сучасній космології поруч із гіпотезою Великого вибуху дуже популярна інфляційна модель Всесвіту, у якій розглядається творіння Всесвіту. Ідея творіння має дуже складне обґрунтування та пов'язана з квантовою космологією. У цій моделі описується еволюція Всесвіту, починаючи з моменту 10 -45 після початку розширення. Відповідно до інфляційної гіпотези космічна еволюція в ранньому Всесвіті проходить ряд етапів.

Початок Всесвіту визначається фізиками-теоретиками як стан квантової супергравітації з радіусом Всесвіту 10 -50 см.

Стадія інфляції. В результаті квантового стрибка Всесвіт перейшов у стан збудженого вакууму і відсутність у ній речовини та випромінювання інтенсивно розширювалася за експоненційним законом. У цей час створювалося саме простір і час Всесвіту, у ньому був ні речовини, ні випромінювання.

Перехід від інфляційної стадії до фотонної. Стан хибного вакууму розпався, енергія, що вивільнилася, пішла на народження важких частинок і античасток, які, проанігувавши, дали потужний спалахвипромінювання (світла), що висвітлило космос.

Етап відокремлення речовини від випромінювання: речовина, що залишилася після анігіляції, стала прозорою для випромінювання, контакт між речовиною і випромінюванням зник. Випромінювання, що відокремилося від речовини, і становить сучасний реліктовий фон, теоретично передбачений Г. А. Гамовим і експериментально виявлений в 1965 р.

Надалі розвиток Всесвіту йшов у напрямку від максимально простого однорідного стану до створення все більш складних структур - атомів (спочатку атомів водню), галактик, зірок, планет, синтезу важких елементів у надрах зірок, у тому числі й необхідних для створення життя, виникнення життя і як вінця творіння – людину.

Відмінність між етапами еволюції Всесвіту в інфляційній моделі та моделі Великого вибуху стосується лише початкового етапу порядку 10 -30 с., далі між цими моделями принципових розбіжностей у розумінні етапів космічної еволюції немає.

Всесвіту на різних рівнях, від умовно елементарних частинок і до гігантських надскопивань галактик, властива структурність. Сучасна структура Всесвіту є результатом космічної еволюції, в ході якої з протогалактик утворилися галактики, з протозірок – зірки, з протопланетної хмари – планети.

Метагалактика- являє собою сукупність зіркових систем - галактик, а її структура визначається їх розподілом у просторі, заповненому надзвичайно розрідженим міжгалактичним газом і пронизуваному міжгалактичними променями. Відповідно до сучасних уявлень, для метагалактики характерно пориста (сітчаста, пориста) структура. Вік Метагалактики близький до віку Всесвіту, оскільки утворення структури припадає на період, що настає за роз'єднанням речовини та випромінювання. За сучасними даними, вік Метагалактики оцінюється у 15 млрд. років.

Галактика- гігантська система, що складається зі скупчень зірок і туманностей, які у просторі досить складну конфігурацію.

За формою галактики умовно розподіляються на три типи: еліптичні, спіральні, неправильні.

Зірки. На етапі еволюції Всесвіту речовина у ній перебуває переважно у зоряному стані. 97% речовини в нашій Галактиці зосереджено в зірках, що є гігантськими плазмовими утвореннями різної величини, температури, з різною характеристикою руху. У багатьох інших галактик, якщо не у більшості, «зіркова субстанція» складає більш ніж 99,9% їхньої маси. Вік зірок змінюється у досить великому діапазоні значень: від 15 млрд. років, що відповідають віку Всесвіту, до сотень тисяч – наймолодших. Існують зірки, які утворюються нині і перебувають у протозвездной стадії, тобто. вони ще стали справжніми зірками. На завершальному етапі еволюції зірки перетворюються на інертні («мертві») зірки. Зірки немає ізольовано, а утворюють системи.

Сонячна система є групою небесних тіл, дуже різних за розмірами та фізичною будовою. У цю групу входять: Сонце, дев'ять великих планет, десятки супутників планет, тисячі малих планет (астероїдів), сотні комет і безліч метеоритних тіл, що рухаються як роями, так і у вигляді окремих частинок. Всі ці тіла об'єднані в одну систему завдяки силі тяжіння центрального тіла – Сонця. Сонячна система є упорядкованою системою, має свої закономірності будови. Єдиний характер Сонячної системи проявляється в тому, що всі планети обертаються навколо Сонця в тому самому напрямку і майже в одній і тій же площині. Сонце, планети, супутники планет обертаються довкола своїх осей у тому напрямі, у якому вони здійснюють рух своїми траєкторіями. Закономірно і будова Сонячної системи: кожна наступна планета віддалена від Сонця приблизно вдвічі далі, ніж попередня.

Перші теорії походження Сонячної системи були висунуті німецьким філософомІ. Кантом та французьким математиком П.С.Лапласом. Відповідно до цієї гіпотези система планет навколо Сонця утворилася в результаті дії сил тяжіння і відштовхування між частинками розсіяної матерії (туманності), що знаходиться в обертальний рухнавколо Сонця.

Здавна люди намагалися знайти пояснення різноманітності та химерності світу. Вивчення матерії та її структурних рівнів є необхідною умовою формування світогляду, незалежно від того, чи виявиться воно, зрештою, матеріалістичним чи ідеалістичним.

Досить очевидно, що дуже важливою є роль визначення поняття матерії, розуміння останньої як невичерпної для побудови наукової картини світу, вирішення проблеми реальності та пізнаваності об'єктів та явищ мікро-, макро- та мегамірів.

3. Класичне та сучасне розуміння концепції макросвіту.

Сучасне наукове уявлення про структурні рівні організації матерії під час критичного переосмислення уявлення класичної науки.

Враховуючи вище сказане про сутність макросвіту, зупинимося на його розумінні. p align="justify"> Формування наукових поглядів на матерію пов'язується з ім'ям Галелея. На основі його праць Ньютон розробив сувору наукову теорію механіки. Вся природа ним розглядалася як складна механічна система. Механічна картина світу Ньютона була побудована відповідно до реальних проявів природи. Матеріярозглядалася як речовинна субстанція, що складається з окремих міцних та непроникних атомів та корпускул. Простірж було тривимірним відповідно до евклідової геометрії, яка абсолютно постійно і завжди перебуває у спокої. Часуявлялося як величина, яка залежить ні від простору, ні від часу. Рухрозглядалося як переміщення у просторі безперервними траєкторіями відповідно до законів механіки.

Ньютонівська картина світу є образ всесвіту, де події суворо детерміновані на основі послідовних зв'язків.

Механістичний підхід до опису природи виявився надзвичайно плідним. У фізиці виникли дві області: оптичні та електромагнітні явища, які не могли бути повністю пояснені в рамках механістичної картини світу.

Спробу пояснити оптичні явища зробив X. Гюйгенс. Він встановив, що поширення світла здійснюється подібно до хвилі. На основі хвильової теорії вчений пояснив особливості відображення та заломлення світла. Пізніше на основі цієї теорії було встановлено явище дифракції. На XIX в. хвильова теорія послужила обгрунтування явища інтерференції світла, яке привело до висновку про те, що світло є не потоком частинок, а хвильовим рухом.

Електромагнітна картина світу була обґрунтована М. Фарадеєм. Він виявив зміни в електромагнітних поляхі ввів поняття поля, на основі якого висловив пропозицію про взаємний зв'язок електрики та світла. Дослідження у цій галузі продовжив Дж. Максвелл. Він став розглядати поле як самостійну фізичну реальність і встановив, що швидкість поширення електричного поля дорівнює швидкості світла, а світлові хвилі є електромагнітними хвилями.

Після експериментів Г. Герца у фізиці остаточно утвердилося поняття поля не як допоміжна математична конструкція, а як об'єктивно існуюча фізична реальність. В результаті ж наступних революційних відкриттів у фізиці наприкінці минулого і на початку нинішнього століть виявилися зруйнованими уявлення класичної фізики про речовину і поле як два якісно своєрідні види матерії.

Висновок.

В даний час в області фундаментальної теоретичної фізики розробляються концепції, згідно з якими об'єктивно існуючий світне вичерпується матеріальним світом, що сприймається нашими органами почуттів чи фізичними приладами. Автори даних концепцій дійшли наступного выводу: поруч із матеріальним світом існує реальність вищого порядку, що має принципово інший природою проти реальністю матеріального світу. З їхньої точки зору світ вищої реальності визначає структуру та еволюцію матеріального світу. Стверджується, що об'єктами світу вищої реальності виступають не матеріальні системи, як у мікро-, макро - і мегамирах, а деякі ідеальні фізичні та математичні структури, які проявляються в матеріальному світі у вигляді природничих законів. Ці структури виступають як носії ідеї необхідності загальнозначущості і регулярності виражають сутність об'єктивних фізичних законів.

Але одних законів, породжених такого роду фізичними і математичними структурами, явно недостатньо для існування матеріального світу. Необхідно безліч програм визначальних «поведінка» та еволюцію матеріальних об'єктів. Подібно до того, як знання рівнянь не забезпечує рішення задачі, для чого потрібно ще й знання початкових умов, так і в загальному випадку, поряд з фундаментальними законами, повинні існувати додаткові до них сутності-програми.

Список літератури.

1.Бернал Дж. Наука історія суспільства, 1956.

2. Бондарєв В.П. Концепції сучасного природознавства: Навчальний посібникдля студентів ВНЗ. - М: Альфа-М, 2003. - 464 с: іл.

3. Кирилін В. А. Сторінки історії науки та техніки. - М.: Наука, 1986.

4. Концепції сучасного природознавства: Підручник для вузів/В.М. Лаврієнко, В.П. Ратніков та ін; За ред. проф. В.М. Лаврієнка, проф. В.П. Ратнікова - М.: Культура та спорт, ЮНІТІ, 1997. - 271 с.

Повідомте про це нам.

Досі ми спиралися здебільшого на ознаки розвитку, зміни, руху, як це зазвичай робить фізика. У цьому виділялася функція предметів чи явищ. Щоб не погрішити проти істини, слід використовувати також категорію, парну категорії “функція”. Вона має назву "структура". Під час розгляду структури найважливішою є концепція класифікації.

Практично будь-якій науці на початкових етапах її розвитку доводиться впорядковувати накопичені експериментальні факти. Концепцію класифікації було розроблено саме з цією метою. Упродовж багатьох років ця концепція становила основу біології. Біологія була описовою наукою, і основну свою увагу приділяла класифікації живого. Класифікація також широко використовувалась у хімії. Наприклад можна навести періодичну систему елементів. У закінченому вигляді концепція класифікації була сформульована математикою.

Класифікації можуть бути піддані елементи будь-якої множини. Вони називаються об'єктами класифікації. Класифікують за класифікаційною ознакою. З використанням цієї ознаки об'єкти групуються до класів.

Залежно від вибору класифікаційної ознаки, об'єкти можуть бути згруповані по-різному. Так, населення нашої країни можна групувати за національною ознакою, а можна за майновою. Тоді, наприклад, до класу незаможних потраплять люди різної національності.

Класи мають ієрархічну структуру. Розбивши безліч на класи, можна будь-який розділити на підкласи, використовуючи інший класифікаційний ознака. Підкласи знову можуть бути розділені на підкласи. Такий поділ може здійснюватися необмежено. В результаті отримаємо дерево класів. Воно схематично зображено на рис. 6. Так, сформований за національною ознакою клас росіян може за майновою ознакою бути підрозділений на підкласи бідних, багатих і поміркованого достатку. Підклас багатих у свою чергу можна поділити за статевою ознакою на підкласи чоловіків та жінок тощо.

Істотним у класифікації є те, що клас повинен включати всі об'єкти, що володіють даною ознакою класифікації. Ця властивість класу отримала назву "інкапсуляція". Кажуть, що клас інкапсулює в собі всі елементи, що мають цю ознаку. Сформувавши клас “росіяни”, ми повинні бути впевнені, що ніхто з росіян не був віднесений, наприклад, до класу “німці” і навпаки.

Крім того, кожен клас повинен бути пов'язаний з усіма своїми підкласами так, що кожен підклас має властивості породив його класу. Цей зв'язок називається успадкуванням властивостей батьківського класу. У нашому попередньому прикладі об'єкти підкласу “жінки”, підкласу “багаті”, класу “російські” успадковують усі ознаки їхніх класів. Інакше висловлюючись, є багатими російськими жінками.

Об'єкти будь-якого класу чи підкласу рівноправні стосовно класифікаційному ознакою. Проте це виключає їх індивідуальних відмінностей. Так, всі об'єкти класу "російські" мають одну і ту ж національність (класифікаційний ознака), але різняться за зростанням, вагою, кольором очей і багато іншого. Наявність індивідуальних відмінностей між об'єктами класу називається поліморфізмом.

Несподіване застосування ідея класифікації отримала у галузі інформаційних технологій. Як відомо, сучасні інформаційні технологіїрозробляють масштабні проекти Так, трудовитрати створення Windows 95 (проект “Чикаго”) становили близько 500 человеко-лет. Програмні пакети створюються великими колективами програмістів. При цьому виникає питання сумісності програмного коду, написаного різними програмістами в рамках одного проекту. З цією метою використовують методи класифікації. Їхньою програмною реалізацією стали так звані об'єктно-орієнтовані мови програмування.

Категорія структури у сучасному природознавстві

Об'єктом вивчення більшості природничих наук є матеріальні системи. Матеріальною системою називають відносно відокремлену частину матеріального світу, що має свої внутрішні закони існування та розвитку. Прикладами матеріальної системи можуть бути Сонячна система, колонія мікроорганізмів, окремий атом, людство тощо.

Кількість матеріальних систем, що вивчаються природознавством, величезна. Найпростішою ознакою їхньої класифікації може бути розмір цих систем.

Найменшими відомими сьогодні є так звані елементарні частки. Слово "елементарні" передбачає простоту цих частинок, їх нерозкладність на складові. Нині положення про елементарності будь-яких природних об'єктів активно оспорюється. Тому все частіше як у популярній, так і в науковій літературі для позначення найдрібніших природних об'єктів можна зустріти термін "фундаментальні частки". Щоб не створювати плутанину, ми, як і раніше, будемо користуватися повсякденним терміном “елементарні частинки”, маючи на увазі їх можливу неелементарність.

Довгий час науці була відома лише одна елементарна частка - електрон. На сьогоднішній день їх відкрито вже десятки. Така ситуація вимагає класифікації відомих елементарних частинок. Труднощі з вибором відповідної класифікаційної ознаки при цьому виявилися майже непереборними. Як найпростіший класифікаційний ознаки, за аналогією тим, як це робилося в періодичній системі елементів, була обрана маса елементарних частинок. Така класифікація виявилася не зовсім вдалою, проте, незважаючи на свою недосконалість, часто використовується й досі.

Фотони- світлові частки, які не мають маси спокою і класифікуються за енергією. Низькоенергетичні - становлять радіовипромінювання. Фотони середніх енергій вважають світловими. І, нарешті, фотони високих енергій одержали назву гамма-квантів.

До класу лептонів належать легкі частки. Їх типовим представником є ​​електрон. Маса лептону має величину близько 10-30 кг.

Приблизно в 200 разів важчі за лептони представники класу мезонів. Серед них найбільш відомі пі-мезони, відповідальні за внутрішньоядерні взаємодії.

У тисячі разів важчі за лептони баріони — важкі частки. Типовими представниками баріонів є протон і нейтрон – основні структурні одиниці, що становлять атомне ядро.

Останній із класів становлять гіперони. Це надважкі частки, що мають малі терміни життя. Сьогодні вони цікавлять переважно фахівців у галузі фізики високих енергій.

Наступний за елементарними частинками структурний рівень займають атомні ядра. Роль цих невідчутно невеликих матеріальних систем у житті сучасного суспільстваважко перебільшити, тому атомним ядрамі пов'язаних із ними проблем ми присвятимо особливий розгляд.

Атомні ядра входять як складові в елементи наступного структурного рівня організації матерії. Він отримав назву атомної. Атоми є основними структурними елементами, що розглядаються сучасною хімією. Вони відомі за назвою хімічних елементів.

Ідея першоелементів - атомів - в природознавстві не нова. Її широко обговорювали ще античні філософи. Однак у минулому атомами називали мінімальні якісно незмінні складові речовини. Нині ми називаємо такі частини молекулами. Ідея атомної структури речовини настільки глибоко проникла в наше життя, що здається неймовірним те, що всього двісті — триста років тому вона важко пробивала собі дорогу в науковій спільноті.

Безліч атомів дуже широке. Робилися численні спроби їхньої класифікації. Одна з них, зроблена Д. І. Менделєєвим, виявилася особливо успішною. Він виявив, що хімічні властивості елементів знаходяться в періодичній залежності від їхньої атомної ваги. Без перебільшення можна сказати, що зроблене ним відкриття заклало фундамент сучасної хімії.

Атоми поєднуються в матеріальні системи наступного рівня, іменовані молекулами. Світ молекул дуже різноманітний і немає чітких кордонів. Сюди відносяться як найпростіші неорганічні молекули, і органічні макромолекули.

Особливо яскраво концепція структурних закономірностей проявляється в органічній хімії. Виявлено існування органічних сполук, що мають однаковий хімічний склад, але різні властивості. Ця відмінність зумовлена ​​структурними особливостями таких сполук. Як приклад можна навести два види молекул синтетичного цукру. Ці молекули є дзеркальними копіями одна одної. Через війну структурного відмінності розрізняються їх оптичні характеристики.

Примітно, що природний цукор, як і молекули інших природних органічних сполук, містить молекули лише з двох симетричних видів. Причину цього досі не з'ясовано.

Елементарні частинки, атоми та молекули становлять особливу матеріальну систему. Вона отримала назву "мікросвіт" на відміну від макросвіту. Макросвіт – це світ предметів, серед яких ми живемо.

Усередині макросвіту можна виділити кілька матеріальних систем. В основному їх вивчає біологія та соціальні науки.

Окремі планети з їхньої відносної відокремленості можна вважати матеріальними системами. Вищий рівень мають планетні та зоряні системи. Вони об'єднуються у системи вищого рівня – галактики. І, нарешті, відомі нам галактики прийнято вважати частинами матеріальної системи найвищого рівня- Метагалактики. Світ планет, зірок, галактик отримав назву "мегасвіт".

Отже, серед матеріальних систем, що розглядаються сучасним природознавством, виділяються мікро-, макро- та мегасвіти.

Макросвітце світ, в якому ми живемо. Це світ навколишніх предметів. Він включає все від мікроорганізмів до складок земної кори.

Мікросвіт— включає фундаментальні (елементарні) частинки, атоми і молекули. У проблемах мікросвіту сучасна наука шукає ключі до таємниць макросвіту. Схоже, що на зміну Лапласовському детермінізму поступово приходить квантовий детермінізм — впевненість у тому, що всі явища макросвіту можуть бути пояснені, виходячи з правильного розуміння законів мікросвіту. Тут не зайве помітити, що мікро- і макросвіти є хоч і взаємопов'язані, але щодо незалежні макроскопічні системи.

Мегамір- Охоплює собою доступну для нас частину Всесвіту. Його об'єктами є галактики, зірки, планети, туманності. Це об'єкти вивчення не тільки сучасної астрономії, а й природних наук, що недавно виникли — астрофізики, астробіології, космології і, як це не дивно, фізики високих енергій (так тепер називають фізику елементарних частинок). Зверніть увагу, як дивовижно замикаються проблеми великого і малого, елементарних частинок і величних галактик.

Тіло людини є частиною макросвіту. Свідомістю ж він може охопити всі три світу від нікчемної частки до величної галактики. У цьому сенсі можна впевнено сказати, що людина живе одночасно у трьох світах.

Особливості біологічного рівня розвитку матерії

Вивчення біологічного рівня розвитку матерії насамперед стикається із питанням про сутність живого. Велика Радянська енциклопедія визначає життя як вищу порівняно з фізичною та хімічною форму існування матерії, що закономірно виникає за певних умов у процесі її розвитку. Будучи правильним сутнісно, ​​це визначення дає конструктивних підходів до виділення живого з неживого. Спираючись на це визначення, неможливо, скажімо, визначити, чи є наша планета жива істота, як вважав знаменитий фантаст Конан Дойль, або ж це брила косної матерії, що мчить у космосі.

• Особливість хімічного складу. Живе обов'язково повинно включати білки і нуклеїнові кислоти.
• Обмін речовиною та інформацією з навколишнім середовищем. Живі організми – відкриті системи.
• Здатність до відтворення, наявність ознак, що передаються у спадок.
• Стійкість. Здатність до розвитку та еволюції.
• Здатність до саморегуляції і, як наслідок, пристосовність до зовнішнього середовища.
• Подразливість. Здатність до взаємодії із середовищем проживання.

Слід зазначити, що ці ознаки, незважаючи на їх популярність, є спірними. Так, багато років обговорюється можливість невуглецевих форм життя. Ціолковський припускав можливість життя на основі кремнію. Втім, зразки невуглецевого життя досі не знайшли.

Спірним є питання про природу вірусів. Перебуваючи всередині клітини-носія, вірус виявляє всі ознаки живого. Однак поза цією клітиною вірус не здатний до розмноження і, отже, не може вважатися живим.

Характерним живого є ієрархічна структура. Основу її становлять нуклеїнові кислоти. Найважливішу рольсеред них грає дезоксирибонуклеїнова кислота (ДНК), яку вважають носієм спадкової інформації. Молекули ДНК входять до структур, які завдяки своїй специфічній офарблюваності отримали назву "хромосоми". Повний набір хромосом входить у ядро ​​клітини і дивовижним чином пов'язані з ознаками, які успадковуються нею.

Клітина є наступним ієрархічний рівень живого. У найпростішому випадку весь організм може складатися з однієї живої клітини.

Більшість живих організмів складаються з багатьох клітин. Однак між організмом та простим конгломератом клітин є суттєві відмінності. Клітини живого організму мають спеціалізацію. Так, клітини ваших кісток - остеони, як на вигляд, так і за функціями суттєво відрізняються від нервових клітин- нейронів. Крім спеціалізації клітини живого організму взаємопов'язані, забезпечуючи йому можливість адаптації до навколишньому середовищіта здатність до саморегуляції та самовідновлення.

Організми одного виду становлять біологічну систему, що зветься населенням. Окремі популяції у процесі своєї життєдіяльності можуть підтримувати одне одного. Набір таких популяцій, що взаємно підтримують одна одну, утворює біологічні спільноти. Великі біологічні спільноти разом із середовищем їхнього існування утворюють біогеоценози. Сукупність всіх живих істот, які живуть Землі, утворюють біосферу.

Людська населення своєю чергою поділяється на соціальні системи. При класифікації за територіальною ознакою вона поділяється на держави. Якщо ж проводити класифікацію з виробничих відносин, то населенні можна назвати різні соціальні класи. Це, наприклад, клас власників засобів виробництва – капіталістів та клас незаможних – пролетаріат. Втім, соціальна класифікація цим не обмежується.

Особливості соціальної організації людських спільнотспонукали видатного вітчизняного вченого В. І. Вернадського виділити ще одну матеріальну систему, що отримала назву "ноосфера" - сфера розуму.

Сучасна біологія не обмежується виділенням структурних одиниць та класифікацією. Значним успіхом біологічної науки стало створення еволюційної теорії, що запропонувала задовільне трактування змінності видів. Механізм еволюції пропонує сучасна генетика, яка на сьогоднішній день досягла значних успіхів.