4. Микромир – корпускулярная и континуальная концепции

Важнейшими атрибутами материи являются структурность и системность.

Они выражают упорядоченность существования материи и те конкретные формы, в которых она проявляется. Под структурой материи обычно понимается её строение в микромире, существование в виде молекул, атомов, элементарных частиц и т.д. Это связано с тем, что человек являясь макроскопическим существом, привык к со­ответствующим масштабам, поэтому понятие строения материи ассоциируется, как правило, с микрообъектами. Но если рассматривать материю в целом, то понятие структуры материи будет охватывать также различные макроскопические тела, все космические системы мегамира.

Наряду со структурностью неотъемлемым свойством материи является её сис­темность. Система - это внутренне (или внешне) упорядоченное множество взаи­мосвязанных элементов, определенная целостность, проявляющая себя как нечто единое по отношению к другим объектам или внешним условиям. Во всех целост­ных системах связь между элементами является более устойчивой, упорядо­ченной и внутренне необходимой, чем связь каждого из элементов с окружаю­щей средой. В противном случае система не возникает или распадается.

4.1. Принципы неопределенности и дополнительности

Современная физика довольно не плохо изучила процессы, протекающие в микромире, систематизировав эти знания и представив их в таких теориях, как квантовая механика, квантовая электродинамика, квантовая хромодинамика.

Об основах этих теорий, отражающих современный уровень знаний о строении ма­терии, и необходимо поговорить.

Квантовая механика - это физическая теория, устанавливающая способ опи­сания и законы движения на микроуровне.

М.Планк в 1900г. предположил, что свет испускается неделимыми порциями энергии — квантами, и математически представил это в виде формул:

Е = hv, (1),

л = h/mv (2)

где v - частота света, h - универсальная постоянная (постоянная Планка), характеризующая меру дискретной порции энергии, которой обмениваются веще­ство и излучение, л - длина волны света, т-масса вещества.

Квантовая механика отказывается от поиска индивидуальных законов эле­ментарных частиц и устанавливает статистические законы. На базе квантовой механики невозможно описать положение и скорость элементарной частицы или предсказать её будущий путь. Волны вероятности говорят нам о вероятности встретить электрон в том или ином месте.

Вводятся понятия принципа неопределенности и дополнительности. Прин­цип дополнительности сформулировал Н. Бор: «Понятие частицы и волны допол­няет ДРУГ друга и в тоже время противоречат друг другу, они являются допол­няющими картинами происходящего».

С принципом дополнительности связано и так называемое «соотношение не­определенности», сформулированное в 1927г. Вернером Гейзенбергом, в соответ­ствии с которым в квантовой механике нельзя одновременно точно знать оба параметра - координату и скорость частицы. Т.е. никогда нельзя одновременно знать, где находится частица, как быстро и в каком направлении она движется.

В микромире корпускулярная и волновая картины сами по себе не являются достаточными, как в мире больших тел. Обе «картины» законны, и противоречие между ними снять нельзя. Поэтому корпускулярная и волновая картины должны дополнять одна другую, т.е. быть комплементарными. Только при учете обоих аспектов можно получить общую картину микромира.