13. Современные научные представления о микромире, макромире и мегамире.

В современной науке в основе представлений о мире лежит системный подход,согласно которому любой объект материального мира (атом,планета,организм или галактика) может быть рассмотрен как сложное образование,включающее составные части,организованные в целостность.Для обозначения целостности объектов в науке было выработано понятие системы.

Система – совокупность элементов и связей между ними.

Элемент – компонент в рамках системы (минимальный,далее уже неделимый).Элемент является таковым только по отношению к данной системе,в других же отношениях он сам может представлять сложную систему.

В науке выделяют три уровня строения материи:

Макромир – мир макрообъектов,размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах,сантиметрах и километрах,а время – в секундах,минутах,часах,годах.

Микромир – мир предельно малых,непосредственно не наблюдаемых микрообъектов,размерность которых исчисляется от 10 в –8 до 10 в –16 см,а время жизни – от бесконечности до 10 в –24 с.

Мегамир – мир огромных космических масштабов и скоростей,расстояние в котором измеряется световыми годами,а время – миллионами и миллиардами лет.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности,микро-,макро- и мегамиры тесно взаимосвязаны.

14. Двойственный мир классической физики. Вещество и поле как виды материи.

В истории изучения природы можно выделить два этапа: 1. Донаучный (натурфилософский) – охватывает период от античности до становления экспериментального естествознания в 16-17 вв. Наблюдаемые природные явления объяснялись на основе умозрительных философских принципов. Наиболее значимым для развития естественных наук был античный атомизм – учение, согласно которому все тела состоят из атомов – мельчайших частиц в мире. Исходными началами выступали атомы и пустота. Сущность протекания природных процессов объяснялась на основе механического взаимодействия атомов, их притягивания и отталкивания. 2. Научный этап – начинается со становления классической механики. Г. Галилей (16 в.) обосновал гелеоцентрическую систему Н. Коперника, открыл закон инерции, разработал методологию нового способа описания природы – научно-теоретического. Его суть заключалась в том, что выделялись только некоторые физические и геометрические хар-ки, которые и становились предметом исследования. Это позволяло строить теоретические модели и проверять их в условиях научного эксперимента. И. Ньютон – разработал строгую научную теорию механики, описывающую движение небесных тел и земных объектов одними и теми же законами. В рамках механической картины мира, разработанной Ньютоном, сложилась дискретная (корпускулярная) модель реальности. Материя рассматривалась как вещественная субстанция, состоящая из отдельных частиц – атомов или корпускул. Атомы абсолютно прочны, неделимы, непроницаемы, характеризуются наличием массы и веса. Пространство абсолютно постоянно и всегда пребывает в покое. Время не зависит ни от пространства, ни от материи. Итог – картина Вселенной как гигантского и полностью детерминированного механизма, где события и процессы являют собой цепь взаимозависимых причин и следствий. Но с помощью этой теории нельзя полностью объяснить оптические и электромагнитные явления. Гюйгенс первым сформулировал волновую теорию. в ней предполагалось наличие упругой среды, заполняющей всё пространство – светоносного эфира, колебания которого создают картину волны. После открытия явления дифракции (слабые участки освещенности в форме перемежающихся темных и светлых полосок на границах резких теней), которое нельзя объяснить на основе теории Ньютона, Гюйгенс стал ревностным сторонником волновой теории света. В 19 в. К.Юнг и О.Ж. Френель вновь выдвинули эту теорию. Юнг дал объяснение явлению интерференции (появление тёмных полосок при наложении света на свет). М. Фарадей и Дж. К. Максвелл своими работами в области электромагетизма окончательно разрушили представления ньютоновской физики как единственном виде материи и положили начало электромагнитной картине мира. Фарадей в 1845 г. пришёл к выводу, что учение об электричестве и оптика взаимосвязаны и образуют единую область. Максвелл в 1862 г. чисто математическим путём нашёл систему дифференциальных ур-ний, описывающих электромагнитное поле. Эта система даёт полное описание электромагнитных явлений и представляет собой такую же совершенную и логически стройную теорию, как и система Ньютоновской механики. Единая сущность света и электричества была экспериментально подтверждена Г. Герцем в 1888 г. После его эксперементов в физике окончательно утвердилось понятие поля как объективно существующей физической реальности. Был открыт качественно новый, своеобразный вид материи. К концу 19 в. физика пришла к выводу, что материя существует в двух видах: дискретного в-ва и непрерывного поля. 1. Вещество дискретно и состоит из атомов, а поле непрерывно. 2. Частицы в-ва обладают массой покоя, а поле – нет. 3. В-во мало проницаемо, а поле полностью проницаемо. 4. Скорость распространения поля равна скорости света, а скорость движения частиц в-ва меньше её на много порядков.