Elementul fundamental al studiului unui număr covârșitor de științe naturale este materia. În acest articol vom lua în considerare conceptul, tipurile de materie, formele mișcării și proprietățile sale.
Ce este materia?
De multe secole, conceptul de materie s-a schimbat și s-a îmbunătățit. Astfel, filosoful grec antic Platon a văzut-o drept substratul lucrurilor, care se opune ideii lor. Aristotel spunea că este ceva etern care nu poate fi nici creat, nici distrus. Mai târziu, filozofii Democrit și Leucip au definit materia ca un fel de substanță fundamentală care alcătuiește toate corpurile din lumea noastră și din Univers.
Conceptul modern de materie a fost dat de V. I. Lenin, conform căruia este o categorie obiectivă independentă și independentă exprimată prin percepția umană, senzații, poate fi și copiată și fotografiată.
Atribute ale materiei
Principalele caracteristici ale materiei sunt trei caracteristici:
- Spațiu.
- Timp.
- Mișcare.
Primele două diferă prin proprietăți metrologice, adică pot fi măsurate cantitativ cu instrumente speciale. Se măsoară spațiulîn metri și derivatele sale, iar timpul în ore, minute, secunde, precum și în zile, luni, ani etc. Timpul are și o altă proprietate, nu mai puțin importantă - ireversibilitatea. Este imposibil să te întorci la orice punct de timp inițial, vectorul timp are întotdeauna o direcție unidirecțională și se mută din trecut în viitor. Spre deosebire de timp, spațiul este un concept mai complex și are o dimensiune tridimensională (înălțime, lungime, lățime). Astfel, toate tipurile de materie se pot mișca în spațiu pentru o anumită perioadă de timp.
Forme de mișcare a materiei
Tot ceea ce ne înconjoară se mișcă în spațiu și interacționează unul cu celăl alt. Mișcarea are loc continuu și este principala proprietate pe care o au toate tipurile de materie. Între timp, acest proces poate avea loc nu numai în timpul interacțiunii mai multor obiecte, ci și în interiorul substanței în sine, provocând modificări ale acesteia. Se disting următoarele forme de mișcare a materiei:
Mecanică este mișcarea obiectelor în spațiu (un măr care cade dintr-o ramură, un iepure care alergă)
- Fizic - apare atunci când organismul își schimbă caracteristicile (de exemplu, starea de agregare). Exemple: zăpada se topește, apa se evaporă etc.
- Chimic - modificarea compoziției chimice a unei substanțe (coroziunea metalelor, oxidarea glucozei)
- Biologic - are loc în organismele vii și caracterizează creșterea vegetativă, metabolismul, reproducerea etc.
- Forma socială - proceseinteracțiune socială: comunicare, organizare de întâlniri, alegeri etc.
- Geologic - caracterizează mișcarea materiei în scoarța terestră și intestinele planetei: miez, manta.
Toate formele de materie de mai sus sunt interconectate, complementare și interschimbabile. Ele nu pot exista singure și nu sunt autosuficiente.
Proprietățile materiei
Știința antică și modernă a atribuit multe proprietăți materiei. Cea mai comună și evidentă este mișcarea, dar există și alte proprietăți universale:
- Ea este de necreat și indestructibil. Această proprietate înseamnă că orice corp sau substanță există de ceva timp, se dezvoltă, încetează să existe ca obiect original, totuși, materia nu încetează să existe, ci pur și simplu se transformă în alte forme.
- Ea este eternă și infinită în spațiu.
- Mișcare constantă, transformare, modificare.
- Predestinare, dependență de factori generatori și cauze. Această proprietate este un fel de explicație a originii materiei ca o consecință a anumitor fenomene.
Tipuri de bază de materie
Oamenii de știință moderni disting trei tipuri fundamentale de materie:
- O substanță care are o anumită masă în repaus este cel mai comun tip. Poate consta din particule, molecule, atomi, precum și din compușii acestora care formează un corp fizic.
- Câmpul fizic este o substanță materială specială, care este concepută pentru a asigura interacțiunea obiectelor (substanțelor).
- Vidul fizic - este mediul material cu cel mai scăzut nivel de energie.
În continuare, să aruncăm o privire mai atentă asupra fiecărui tip.
Substanță
Substanța este un fel de materie, a cărei proprietate principală este discretitatea, adică discontinuitatea, limitarea. Structura sa include cele mai mici particule sub formă de protoni, electroni și neutroni care alcătuiesc atomul. Atomii se combină pentru a forma molecule, formând materie, care, la rândul său, formează un corp fizic sau o substanță fluidă.
Orice substanță are o serie de caracteristici individuale care o deosebesc de altele: masa, densitatea, punctul de fierbere și de topire, structura rețelei cristaline. În anumite condiții, diferite substanțe pot fi combinate și amestecate. În natură, ele apar în trei stări de agregare: solid, lichid și gazos. În acest caz, o stare specifică de agregare corespunde numai condițiilor de conținut al substanței și intensității interacțiunii moleculare, dar nu este caracteristica sa individuală. Prin urmare, apa la diferite temperaturi poate lua forme lichide, solide și gazoase.
Câmp fizic
Tipurile de materie fizică includ, de asemenea, o astfel de componentă precum un câmp fizic. Este un fel de sistem în care corpurile materiale interacționează. Câmpul nu este un obiect independent, ci mai degrabă un purtător al proprietăților specifice ale particulelor care l-au format. Astfel, impulsul eliberat de o particulă, dar nu absorbit de alta, este un atributcâmpuri.
Câmpurile fizice sunt forme reale intangibile ale materiei care au proprietatea continuității. Ele pot fi clasificate după diverse criterii:
- În funcție de sarcina care formează câmpul, există: câmpuri electrice, magnetice și gravitaționale.
- După natura mișcării sarcinilor: câmp dinamic, statistic (conține particule încărcate care sunt staționare unele față de altele).
- După natura fizică: macro- și microcâmpuri (create de mișcarea particulelor individuale încărcate).
- În funcție de mediul de existență: extern (care înconjoară particulele încărcate), intern (câmp în interiorul materiei), adevărat (valoarea totală a câmpurilor externe și interne).
Vidul fizic
În secolul al XX-lea, termenul „vid fizic” a apărut în fizică ca un compromis între materialişti şi idealişti pentru a explica unele fenomene. Primul i-a atribuit proprietăți materiale, în timp ce al doilea a susținut că vidul nu este altceva decât gol. Fizica modernă a respins judecățile idealiștilor și a demonstrat că vidul este un mediu material, numit și câmp cuantic. Numărul de particule din acesta este egal cu zero, ceea ce, totuși, nu împiedică apariția pe termen scurt a particulelor în fazele intermediare. În teoria cuantică, nivelul de energie al vidului fizic este luat în mod condiționat ca minim, adică egal cu zero. Cu toate acestea, s-a dovedit experimental că câmpul energetic poate prelua atât sarcini negative, cât și pozitive. Există o ipoteză căUniversul a apărut tocmai în condițiile unui vid fizic excitat.
Structura vidului fizic nu a fost încă studiată pe deplin, deși multe dintre proprietățile sale sunt cunoscute. Conform teoriei găurii lui Dirac, câmpul cuantic constă din cuante în mișcare cu sarcini identice, compoziția cuantelor în sine rămâne neclară, grupurile cărora se mișcă sub formă de fluxuri de undă.
