26. Современные представления о видах и структурных уровнях материи

В современном естествознании считается, что существует два основных, но взаимосвязанных вида материи - вещество и поле. До конца XIX в. материей считалось только вещество, про поле тогда ничего не знали. Вещество – вид материи, который состоит из частиц всех уровней, но таких, которые имеют собственную массу (главное!). Все материальные объекты от элементарных частиц до метагалактических образований – это вещество.

Второй вид материи, который был открыт в начале XX в. экспериментально и теоретически – это поле. Общефилософское описание поля – оно связывает тела между собой и передает действие от тела к телу. Это определение есть в учебниках, хотя преподу не очень нравится. Под телами здесь понимаются микрочастицы, которые, вообще говоря, телами назвать трудно, если только не понимать под телом любое материальное образование. На глубинном, внутриядерном уровне вещество может переходить в поле и обратно.

Основное отличие поля от вещества в том, что оно не имеет массы покоя. Например, фотоны – частицы света, открытые Эйнштейном – не могут в этом смысле покоиться. Внутриядерное поле, которое связывает между собой частицы атомного ядра, существует именно потому, что они обладают волновыми свойствами. В 1899 г., доказывая материальность электромагнитного поля, света, русский физик Лебедев измерил давление света на твердое тело. Лебедев экспериментально подтвердил, что свет, будучи энергией, имеет материальную природу, состоит из мельчайших частиц, фотонов (тогда не известных), которые массой обладают, но не обладают массой покоя. Более того, они обладают массой энергии, массой движения.

Пример перехода вещества в поле и обратно: при столкновении электрона и позитрона частицы исчезают, порождая два фотона света. Фотоны, в свою очередь, могут дать пару частиц позитрон-электрон. Самый простой пример превращения вещества в поле – процесс горения. Физический идеализм, который возник на рубеже веков, как раз и спекулировал на том, что поле и частицы взаимозаменяемы и взаимообращаемы.

Структурные уровни материи

Сверху вниз, от самого общего к самому конкретному:

1. Субмикроэлементарный (не все его вводят). Это – гипотетическая форма существования материи полевой природы. Это – гипотетическое поле, в котором, по предположению физиков и философов, рождаются элементарные частицы.

2. Микроэлементарный. Сами микрочастицы.

3. Ядерный. Ядра атомов.

4. Атомарный. Ядра и электроны образуют атомы.

5. Молекулярный.

6. Макроскопический. Макротела образуются на молекулярном уровне из взаимодействия молекул. Тела газообразные, жидкие, твердые.

7. Космический. Звезды, планеты, галактики, метагалактики.

Раньше считалось, что Вселенная – вакуум между звездами, теперь понятно, что там вовсе не вакуум, а некая диффузная (рассеянная) материя, которая существует в двух видах – 1) разобщенных атомов и молекул и гигантских облаков газа и космической пыли (космический пылью и называют эти молекулы и атомы в различной плотности). 2) излучения разных видов энергии звездных систем. Как считают специалисты, в этом безбрежном океане разреженного вещества и движутся небесные тела, из него они и образуются.

В последнее время, возникла гипотеза, что кроме вещества и поля существует антивещество. Еще давно открыли частицы, по массе равные протону, но имеющие отрицательный заряд. Их назвали антипротонами. Возникло предположение, что существует некая антиматерия (анти – т.к.ее частицы имеют по сравнению с обычными зеркально отраженный заряд) принципиально иной природы, иной структуры, иной организации, и, соответственно, иных свойств, чем наша материя. Ядра атомов антиматерии должны состоять из антипротонов и антинейтронов. Но что значит антинейтрон, непонятно, ведь нейтрон – нейтрален, без заряда. А оболочка должна состоять из позитронов. В подтверждение этой гипотезы открыли еще и частицу со свойствами антинейтрино, которую даже называют «античастица антиполя». Что странно – поле может состоять из таких частиц, но почему же оно – антиполе?

Если идти дальше, то логично предположить, и такое предположение делали (уже не столько сами физики), что наряду с миром вещества и миром поля существует некий антимир антивещества и антиполя. Это довольно убедительно доказано математически. Этот мир, предположительно, существует параллельно с нашим, и может быть переход из него в наш мир и наоборот. Кроме математического аппарата, есть и вторая система доказательств этого, уже философского плана. Это ссылка на законы симметрии. Еще в античности знали, что во вселенной существует закон симметрии – плюс-минус, левое-правое и т.д. Значит, может быть и антимир, в котором антивещество превалирует над веществом. Но даже если этот мир будет обнаружен в действительности, это все равно тоже будет вид материи.

Также существуют гипотезы, связанные с идеей космического вакуума как источника элементарных частиц. Но частицы рождаются благодаря некому энергетическому потенциалу, а любая энергия – вид материи (в виде поля?).

Если продолжить дальше конкретизацию уровней материи, то считается, что на Земле в течение 4,7 млрд. лет происходило усложнение молекулярного уровня, в результате которого произошло образование углеродистых соединений. А углеродистые соединения привели к образованию органического уровня материи. А на основе органического уровня материи возникла жизнь, то есть биологический уровень.

Чем отличается жизнь от нежизни? Чем отличаются живые организмы от углеродистых соединений органического уровня? Энгельс определил в «Диалектике природы» жизнь как способ существования белковых тел. Но это – не философское определение, хотя долгое время считалось таковым. Это констатация естественно-научного, а не философского факта, предельно-низшее определение.

Главное в том, что живой организм существует за счет обмена веществом и информацией с окружающей средой. Одно из определений информации – это есть степень организованности системы, переданная другой системе и воспринятая ею. А этой системой может быть все, что угодно, и живое, и нет. Живой организм обязательно обменивается информацией (получает сигналы извне), и обменивается энергией. Также важный признак живого организма – целостность (он организм), даже у самого простейшего.

Примерно два миллиарда лет на Земле шло распространение живого вещества разного уровня по планете. Эволюция живой материи от доклеточных форм существования белка, затем одноклеточные, многоклеточные, беспозвоночные, позвоночные, млекопитающие, приматы, человек, социум… И есть предположение, что существует метасоциальный уровень. Но насчет последнего – два варианта понимания. Первый – внеземная жизнь, почему-то ее называют метасоциальной. Второй – кибернетический уровень (в смысле не людей, а роботов).