Kaj ni obsežna raven organizacije materije. Strukturne ravni organizacije snovi po B.P. Ivanovu

1. Strukturne ravni organizacije snovi

V samem splošni pogled materija je neskončna množica vseh predmetov in sistemov, ki sobivajo v svetu, celota njihovih lastnosti, povezav, odnosov in oblik gibanja. Hkrati pa ne vključuje le vseh neposredno opaznih predmetov in teles narave, temveč tudi vse, kar nam v občutkih ni dano. Ves svet okoli nas je gibljiva snov v svojih neskončno raznolikih oblikah in manifestacijah, z vsemi lastnostmi, povezavami in odnosi. V tem svetu imajo vsi predmeti notranji red in sistemsko organizacijo. Urejenost se kaže v rednem gibanju in medsebojnem delovanju vseh elementov materije, zaradi česar so združeni v sisteme. Celoten svet se torej kaže kot hierarhično organiziran niz sistemov, kjer je vsak predmet hkrati samostojen sistem in element drugega, bolj kompleksnega sistema.

Po sodobni naravoslovni sliki sveta so tudi vsi naravni objekti urejeni, strukturirani, hierarhično organizirani sistemi. Na podlagi sistematičnega pristopa do narave je vsa snov razdeljena na dva velika razreda materialnih sistemov - neživo in živo naravo. V sistemu nežive narave so strukturni elementi: elementarni delci, atomi, molekule, polja, makroskopska telesa, planeti in planetarni sistemi, zvezde in zvezdni sistemi, galaksije, metagalaksije in Vesolje kot celota. V skladu s tem so v prostoživečih živalih glavni elementi beljakovine in nukleinske kisline, celice, enocelični in večcelični organizmi, organi in tkiva, populacije, biocenoza, živa snov planeta.

Hkrati tako neživa kot živa snov vključujeta številne medsebojno povezane strukturne ravni. Struktura je niz povezav med elementi sistema. Zato vsak sistem ni sestavljen le iz podsistemov in elementov, temveč tudi iz različnih povezav med njimi. Znotraj teh nivojev so glavne horizontalne (koordinacijske) povezave, med nivoji pa vertikalne (podrejenost). Kombinacija horizontalnih in vertikalnih povezav omogoča ustvarjanje hierarhične strukture vesolja, v kateri je glavna kvalifikacijska značilnost velikost predmeta in njegova masa ter njihov odnos do osebe. Na podlagi tega kriterija ločimo naslednje ravni snovi: mikrokozmos, makrokozmos in megasvet.

Mikrokozmos je območje izjemno majhnih, neposredno neopaznih materialnih mikroobjektov, katerih prostorska dimenzija je izračunana v območju od 10 -8 do 10 -16 cm, življenjska doba pa od neskončnosti do 10 -24 s. To vključuje polja, elementarne delce, jedra, atome in molekule.

Makrokozmos je svet materialnih predmetov, ki je po obsegu sorazmeren s človekom in njegovimi fizičnimi parametri. Na tej ravni so prostorske količine izražene v milimetrih, centimetrih, metrih in kilometrih, čas pa v sekundah, minutah, urah, dnevih in letih. V praksi makrokozmos predstavljajo makromolekule, snovi v različnih agregacijskih stanjih, živi organizmi, človek in produkti njegovega delovanja, tj. makrotelesa.

Megasvet je krogla ogromnih kozmičnih meril in hitrosti, razdalja v kateri se meri v astronomskih enotah, svetlobnih letih in parsekih, čas obstoja vesoljskih objektov pa je milijone in milijarde let. Ta raven snovi vključuje največje materialne predmete: zvezde, galaksije in njihove kopice.

Vsaka od teh stopenj ima svoje posebne vzorce, ki jih ni mogoče zmanjšati drug na drugega. Čeprav so vse te tri sfere sveta med seboj tesno povezane.

Struktura megasveta

Glavni strukturni elementi megasveta so planeti in planetarni sistemi; zvezde in zvezdni sistemi, ki tvorijo galaksije; sistemi galaksij, ki tvorijo metagalaksije.

Planeti so nesvetleča nebesna telesa, po obliki podobna krogli, ki se vrtijo okoli zvezd in odsevajo njihovo svetlobo. Zaradi bližine Zemlje so najbolj raziskani planeti sončnega sistema, ki se gibljejo okoli sonca po eliptičnih orbitah. V to skupino planetov spada tudi naša Zemlja, ki se nahaja na razdalji 150 milijonov km od Sonca.

Zvezde so svetleči (plinasti) vesoljski objekti, ki nastanejo iz plinsko-prašnega medija (predvsem vodika in helija) kot posledica gravitacijske kondenzacije. Zvezde so med seboj ločene z velikimi razdaljami in tako ločene ena od druge. To pomeni, da se zvezde med seboj praktično ne trčijo, čeprav gibanje vsake od njih določa gravitacijska sila, ki jo ustvarijo vse zvezde v Galaksiji. Število zvezd v galaksiji je približno bilijon. Najštevilčnejši med njimi so palčki, katerih mase so približno 10-krat manjše od mase Sonca. Odvisno od mase zvezde v procesu evolucije postanejo bodisi bele pritlikavke, bodisi nevtronske zvezde ali črne luknje.

Beli pritlikavec je elektronska zvezda, ki nastane, ko ima zvezda na zadnji stopnji svojega razvoja maso manj kot 1,2 sončne mase. Premer belega pritlikavka je enak premeru naše Zemlje, temperatura doseže približno milijardo stopinj, gostota pa je 10 t / cm 3, t.j. stokrat večja od gostote zemlje.

Nevtronske zvezde nastanejo na zadnji stopnji evolucije zvezd z maso 1,2 do 2 sončni masi. Visoka temperatura in tlak v njih ustvarjata pogoje za nastanek velikega števila nevtronov. V tem primeru pride do zelo hitrega stiskanja zvezde, med katerim se v njenih zunanjih plasteh začne hiter potek jedrskih reakcij. V tem primeru se sprosti toliko energije, da pride do eksplozije z razpršitvijo zunanje plasti zvezde. Njena notranja področja se hitro krčijo. Preostali objekt se imenuje nevtronska zvezda, ker je sestavljen iz protonov in nevtronov. Nevtronske zvezde imenujemo tudi pulsarji.

Črne luknje so zvezde na zadnji stopnji svojega razvoja, katerih masa presega 2 sončni masi in imajo premer od 10 do 20 km. Teoretični izračuni so pokazali, da imajo velikansko maso (10 15 g) in nenormalno močno gravitacijsko polje. Ime so dobili zato, ker nimajo sijaja, ampak zaradi gravitacijskega polja iz vesolja zajamejo vsa kozmična telesa in sevanja, ki ne morejo priti iz njih nazaj, zdi se, da padajo vanje (vvlečejo se kot luknja). Zaradi močne gravitacije nobeno ujeto materialno telo ne more preseči gravitacijskega polmera predmeta, zato se opazovalcu zdijo "črne".

Zvezdni sistemi (zvezdne kopice) - skupine zvezd, ki so med seboj povezane z gravitacijskimi silami, imajo skupen izvor, podobno kemično sestavo in vključujejo do sto tisoč posameznih zvezd. Obstajajo razpršeni zvezdni sistemi, kot so Plejade v ozvezdju Bik. Takšni sistemi nimajo pravilne oblike. Znanih je več kot tisoč

zvezdni sistemi. Poleg tega zvezdni sistemi vključujejo kroglaste zvezdne kopice, ki vključujejo na stotine tisoč zvezd. Gravitacijske sile držijo zvezde v takih kopicah milijarde let. Znanstveniki trenutno poznajo približno 150 kroglastih kopic.

Galaksije so zbirke zvezdnih kopic. Koncept "galaksije" v sodobni interpretaciji pomeni ogromne zvezdne sisteme. Ta izraz (iz grškega "mleko, mlečno") je bil uveden za označevanje našega zvezdnega sistema, ki je svetel trak z mlečnim odtenkom, ki se razteza po celotnem nebu in se zato imenuje Rimska cesta.

Pogojno do videz Galaksije lahko razdelimo na tri vrste. V prvo skupino (približno 80%) sodijo spiralne galaksije. Ta vrsta ima izrazito jedro in spiralne "rokave". Drugi tip (približno 17 %) vključuje eliptične galaksije, t.j. tiste, ki imajo obliko elipse. Tretja vrsta (približno 3 %) vključuje galaksije nepravilne oblike, ki nimajo izrazitega jedra. Poleg tega se galaksije razlikujejo po velikosti, številu zvezd in svetilnosti. Vse galaksije so v stanju gibanja, razdalja med njimi pa se nenehno povečuje, t.j. prihaja do medsebojnega odmika (umika) galaksij ena od druge.

Naš sončni sistem spada v galaksijo Rimska cesta, ki vključuje vsaj 100 milijard zvezd in zato spada v kategorijo galaksij velikan. Ima sploščeno obliko, v središču katere je jedro s spiralnimi "rokavi", ki segajo od njega. Premer naše galaksije je približno 100 tisoč, debelina pa 10 tisoč svetlobnih let. Naša soseda je Andromedina meglica.

Metagalaksija - sistem galaksij, ki vključuje vse znane vesoljske objekte.

Ker se megasvet ukvarja z velikimi razdaljami, so bile za merjenje teh razdalj razvite naslednje posebne enote:

svetlobno leto - razdalja, ki jo svetlobni žarek prepotuje v enem letu s hitrostjo 300.000 km/s, t.j. svetlobno leto je 10 bilijonov km;

astronomska enota je povprečna razdalja od Zemlje do Sonca, 1 AU. enako 8,3 svetlobne minute. To pomeni, da sončni žarki, ki se odcepijo od Sonca, dosežejo Zemljo v 8,3 minute;

parsec - merska enota kozmičnih razdalj znotraj in med zvezdnimi sistemi. 1pk - 206 265 a.u., t.j. približno enako 30 bilijonom km ali 3,3 svetlobnih let.

Struktura makrokozmosa

Vsaka strukturna raven materije je v svojem razvoju podrejena določenim zakonitostim, hkrati pa med temi ravnmi ni strogih in togih meja, vse so med seboj tesno povezane. Meje mikro- in makrosveta so mobilne, ločenega mikrosveta in ločenega makrosveta ni. Seveda so makro- in mega-objekti zgrajeni iz mikro-objektov. Kljub temu izpostavimo najpomembnejše objekte makrosveta.

Osrednji pojem makrosveta je pojem materije, ki je v klasični fiziki, ki je fizika makrokozmosa, ločen od polja. Snov je vrsta snovi, ki ima maso mirovanja. Za nas obstaja v obliki fizičnih teles, ki imajo nekaj skupnih parametrov - specifično težo, temperaturo, toplotno kapaciteto, mehansko trdnost ali elastičnost, toplotno in električno prevodnost, magnetne lastnosti itd. Vsi ti parametri se lahko razlikujejo v širokem razponu, tako od ene do druge snovi kot za isto snov, odvisno od zunanjih pogojev.

Struktura mikrosveta

Na prelomu XIX-XX stoletja. v naravoslovno-znanstveni sliki sveta so se zgodile korenite spremembe, ki so jih povzročila najnovejša znanstvena odkritja na področju fizike in so vplivala na njene temeljne ideje in stališča. Kot rezultat znanstvenih odkritij so bile ovržene tradicionalne ideje klasične fizike o atomski strukturi snovi. Odkritje elektrona je pomenilo, da je atom izgubil status strukturno nedeljivega elementa materije in s tem radikalno preobrazbo klasičnih predstav o objektivni realnosti. Nova odkritja so omogočila:

razkriti obstoj v objektivni realnosti ne le makro-, ampak tudi mikro-sveta;

potrjujejo idejo o relativnosti resnice, ki je le korak na poti do spoznanja temeljnih lastnosti narave;

dokazati, da snov ni sestavljena iz »nedeljivega primarnega elementa« (atoma), temveč iz neskončne raznolikosti pojavov, vrst in oblik materije ter njihovih medsebojnih odnosov.

Koncept elementarnih delcev. Prehod naravoslovnega znanja z atomske ravni na raven elementarnih delcev je znanstvenike pripeljal do zaključka, da koncepti in principi klasične fizike niso uporabni za preučevanje fizikalnih lastnosti najmanjših delcev snovi (mikroobjektov), kot so elektroni, protoni, nevtroni, atomi, ki tvorijo nam nevidni mikrokozmos. Zaradi posebnih fizikalnih kazalnikov so lastnosti predmetov mikrosveta popolnoma drugačne od lastnosti nam znanih predmetov makrosveta in oddaljenega megasveta. Zato se je pojavila potreba po opustitvi običajnih idej, ki nam jih vsiljujejo predmeti in pojavi makrokozmosa. Iskanje novih načinov za opis mikroobjektov je prispevalo k nastanku koncepta elementarnih delcev.

Po tem konceptu so glavni elementi strukture mikrokozmosa mikrodelci snovi, ki niso niti atomi niti atomska jedra, ne vsebujejo nobenih drugih elementov in imajo najpreprostejše lastnosti. Takšne delce so imenovali elementarni, t.j. najpreprostejši, brez sestavnih delov.

Potem ko je bilo ugotovljeno, da atom ni zadnja "opeka" vesolja, ampak je zgrajen iz enostavnejših elementarnih delcev, je njihovo iskanje zavzelo glavno mesto v raziskavah fizikov. Zgodovina odkritja temeljnih delcev se je začela ob koncu 19. stoletja, ko je leta 1897 angleški fizik J. Thomson odkril prvi elementarni delec, elektron. Zgodovina odkritja vseh danes znanih elementarnih delcev vključuje dve stopnji.

Prva faza pade na 30-50 let. 20. stoletje Do začetka tridesetih let 20. stoletja. odkrili so proton in foton, leta 1932 - nevtron in štiri leta pozneje - prvi antidelec - pozitron, ki je po masi enak elektronu, vendar ima pozitiven naboj. Do konca tega obdobja je postalo znanih 32 elementarnih delcev in vsak nov delec je bil povezan z odkritjem bistveno novega spektra fizikalnih pojavov.

Druga faza je potekala v šestdesetih letih prejšnjega stoletja, ko je skupno število znanih delcev preseglo 200. Na tej stopnji so pospeševalniki nabitih delcev postali glavno sredstvo odkrivanja in preučevanja elementarnih delcev. V letih 1970-80. tok odkritij novih elementarnih delcev se je okrepil in znanstveniki so začeli govoriti o družinah elementarnih delcev. Trenutno je znanosti znanih več kot 350 elementarnih delcev, ki se razlikujejo po masi, naboju, vrtenju, življenjski dobi in številnih drugih fizikalnih značilnostih.

Vsi osnovni delci imajo nekaj skupnih lastnosti. Ena izmed njih je lastnost dualnosti valov-delec, t.j. prisotnost v vseh mikroobjektih tako lastnosti vala kot lastnosti snovi.

Druga skupna lastnost je, da imajo skoraj vsi delci (razen fotona in dveh mezonov) svoje antidelce. Antidelci so elementarni delci, ki so v vseh pogledih podobni delcem, vendar se razlikujejo po nasprotnih znakih električnega naboja in magnetnega momenta. Po odkritju velikega števila antidelcev so znanstveniki začeli govoriti o možnosti obstoja antimaterije in celo antisveta. Ko pride snov v stik z antimaterijo, pride do anihilacije – preoblikovanja delcev in antidelcev v fotone in mezone visokih energij (materija se spremeni v sevanje).

Druga pomembna lastnost elementarnih delcev je njihova univerzalna medsebojna pretvorljivost. Ta lastnost ni prisotna ne v makro ne v mega svetu.

ravni organizacije zadeva (2)Povzetek >> Biologija

3 2. Trojica pojmovnega ravni znanja iz sodobne biologije ………………………………….. 4 3. Strukturni ravni organizaciježivi sistemi.... 6... ravni organizacije zadeva. Živa narava(v kratkem - življenje) - to je taka oblika organizacije zadeva na ravni ...

TEST

po disciplini koncepti sodobnega naravoslovja

Tema #9
"Strukturne ravni organizacije materije"

Načrt:
Uvod……………………………………………………………………………………………………..2

Vloga sistemskih reprezentacij pri analizi strukturnih ravni organizacije materije……………………………………………………………………2
Strukturne ravni bivanja…………………………………………………………..6
Bistvo makrokozmosa, mikrokozmosa in megasveta………………………….7

Mikrosvet………………………………………………………………………..……………..8

Makrosvet………………………………………………………………………..…11

Megamir…………………………………………………………………………………… ……12

Analiza klasičnega in sodobnega razumevanja koncepta makrosveta………………………………………………………………………….…13

Uvod.
Vse predmete narave (živa in neživa narava) je mogoče predstaviti kot sistem z značilnostmi, ki zaznamujejo njihove ravni organiziranosti. Koncept strukturnih ravni žive snovi vključuje predstavitve sistemnosti in organizacije celovitosti živih organizmov, ki so z njo povezani. Živa snov je diskretna, t.j. je razdeljen na sestavne dele nižje organizacije, ki imajo določene funkcije.
Strukturne ravni se ne razlikujejo le po razredih kompleksnosti, temveč tudi po vzorcih delovanja. Hierarhična struktura je takšna, da vsaka višja raven ne nadzoruje, ampak vključuje nižjo. Ob upoštevanju ravni organizacije je mogoče upoštevati hierarhijo organizacijskih struktur materialnih predmetov žive in nežive narave. Takšna hierarhija struktur se začne pri elementarnih delcih in konča z živimi skupnostmi. Koncept strukturnih ravni je bil prvič predlagan v 20. letih našega stoletja. V skladu z njim se strukturne ravni razlikujejo ne le po razredih kompleksnosti, temveč tudi po vzorcih delovanja. Koncept vključuje hierarhijo strukturnih ravni, v kateri je vsaka naslednja stopnja vključena v prejšnjo.

Vloga sistemskih reprezentacij pri analizi strukturnih ravni organizacije snovi.

Integriteta, ki omogoča obravnavanje sistema hkrati kot celote in hkrati kot podsistema za višje ravni.
Hierarhija strukture, to je prisotnost množice (vsaj dveh) elementov, ki se nahajajo na podlagi podrejenosti elementov nižjega nivoja elementom višje ravni. Izvajanje tega načela je jasno vidno na primeru vsake posamezne organizacije. Kot veste, je vsaka organizacija interakcija dveh podsistemov: upravljavskega in upravljanega. Eno je podrejeno drugemu.
Strukturizacija, ki vam omogoča analizo elementov sistema in njihovih odnosov znotraj določenega organizacijska struktura. Proces delovanja sistema praviloma ne določajo toliko lastnosti njegovih posameznih elementov, temveč lastnosti same strukture.
Množičnost, ki omogoča uporabo različnih kibernetskih, ekonomskih in matematičnih modelov za opis posameznih elementov in sistema kot celote.

po naravi povezave med deli in celoto - anorgansko in organsko;
glede na oblike gibanja snovi - mehansko, fizikalno, kemično, fizikalno-kemijsko;
glede na gibanje - statično in dinamično;
po vrstah sprememb - nefunkcionalne, funkcionalne, razvijajoče se;
po naravi izmenjave z okoljem - odprto in zaprto;
glede na stopnjo organiziranosti - enostavne in zapletene;
glede na stopnjo razvoja - nižje in višje;
po naravi izvora - naravni, umetni, mešani;
v smeri razvoja – progresivna in regresivna.

Strukturne ravni bivanja.

Bistvo makrokozmosa, mikrokozmosa in megasveta.

prostorsko-časovne lestvice;
niz najpomembnejših lastnosti;
posebni zakoni gibanja;
stopnja relativne zapletenosti, ki nastane v procesu zgodovinskega razvoja snovi na določenem območju sveta;
nekateri drugi znaki.

Megasvet.
Megasvet je svet predmetov, ki so neprimerno večji od človeka.
Naše celotno vesolje je megasvet. Njegova velikost je ogromna, je neomejena in se nenehno širi. Vesolje je polno predmetov, ki so veliko večji od našega planeta Zemlje in našega Sonca. Pogosto se zgodi, da je razlika med katero koli zvezdo zunaj sončnega sistema več desetkrat večja od Zemlje.
Megasvet ali vesolje, sodobna znanost obravnava kot medsebojno delujoč in razvijajoč se sistem vseh nebesnih teles. Megasvet ima sistemsko organizacijo v obliki planetov in planetarnih sistemov, ki nastajajo okoli zvezd, zvezd in zvezdnih sistemov – galaksij; sistemi galaksij - Metagalaksije.
Proučevanje megasveta je tesno povezano s kozmologijo in kozmogonijo.
Kozmogonija je veja znanosti o astronomiji, ki preučuje izvor galaksij, zvezd, planetov in drugih predmetov. Danes lahko kozmogonijo razdelimo na dva dela:
1) kozmogonija sončnega sistema. Ta del (ali tip) kozmogonije se sicer imenuje planetarni;
2) zvezdna kozmogonija.
In čeprav imajo vse te ravni svoje posebne zakone, so mikrokozmos, makrokozmos in megasvet med seboj tesno povezani.

Analiza klasičnega in sodobnega razumevanja koncepta makrosveta.

Zadeva. struktura in sistemska organizacija snovi. Organizacija sistema kot atribut materije. Struktura snovi. Strukturne ravni organizacije snovi. strukturne ravni različnih sfer.

Zadeva

Celični - neodvisno obstoječi enocelični organizmi;

Večcelični - organi in tkiva, funkcionalni sistemi(živčni, cirkulacijski), organizmi: rastline in živali;

Telo kot celota;

Populacije (biotop) - skupnosti posameznikov iste vrste, ki jih povezuje skupni genski bazen (lahko se križajo in razmnožujejo svoje vrste): trop volkov v gozdu, trop rib v jezeru, mravljišče, grm;

- biocenoza - skupek populacij organizmov, v katerih odpadni produkti nekaterih postanejo pogoj za življenje in obstoj drugih organizmov, ki naseljujejo kopno ali vodno območje. Na primer gozd: populacije rastlin, ki živijo v njem, pa tudi živali, glive, lišaji in mikroorganizmi medsebojno delujejo in tvorijo celovit sistem;

- biosfera - globalni sistem življenja, tisti del geografskega okolja (spodnji del atmosfere, zgornji del litosfera in hidrosfera), ki je habitat živih organizmov, ki zagotavlja pogoje, potrebne za njihovo preživetje (temperatura, tla itd.), ki nastanejo kot posledica interakcije biocenoz.

Splošna osnova življenja na biološki ravni je organski metabolizem (izmenjava snovi, energije, informacij z okoljem), ki se kaže na kateri koli od razločenih podravni:

Na ravni organizmov pomeni metabolizem asimilacijo in disimilacijo z znotrajceličnimi transformacijami;

Na ravni biocenoze je sestavljena iz verige transformacij snovi, ki so jo prvotno asimilirali organizmi proizvajalci prek organizmov potrošnikov in organizmov uničevalcev, ki pripadajo različnim vrstam;

Na ravni biosfere poteka globalno kroženje snovi in ​​energije z neposredno udeležbo dejavnikov kozmične lestvice.

Znotraj biosfere se začne razvijati posebna vrsta materialnega sistema, ki nastane zaradi sposobnosti delovanja posebnih populacij živih bitij - človeško družbo. Družbena realnost vključuje podravni: individualno, družinsko, skupinsko, kolektivno, družbena skupina, razredi, narodi, država, sistemi držav, družba kot celota. Družba obstaja samo zaradi dejavnosti ljudi.

Strukturna raven družbene realnosti je med seboj v dvoumnih linearnih razmerjih (na primer raven naroda in raven države). Preplet različnih ravni družbenega ustroja ne pomeni odsotnosti reda in strukture v družbi. V družbi lahko izpostavimo temeljne strukture - glavne sfere javnega življenja: materialne in proizvodne, družbene, politične, duhovne itd., ki imajo svoje zakone in strukture. Vsi so v določenem smislu podrejeni, strukturirani in določajo genetsko enotnost razvoja družbe kot celote.

Tako se vsako od področij objektivne realnosti oblikuje iz številnih specifičnih strukturnih ravni, ki so v strogem vrstnem redu znotraj določenega področja resničnosti. Prehod iz enega področja v drugo je povezan z zapletom in povečanjem nabora nastalih dejavnikov, ki zagotavljajo celovitost sistemov, t.j. evolucija materialnih sistemov poteka v smeri od enostavnega k zapletenemu, od nižjega k višjemu.

Znotraj vsake od strukturnih ravni obstajajo odnosi podrejenosti (molekularna raven vključuje atomsko raven in ne obratno). Vsaka višja oblika nastane na podlagi nižje, vključuje jo v sublitirani obliki. To v bistvu pomeni, da je specifičnost višjih oblik mogoče spoznati le na podlagi analize struktur nižjih oblik. In obratno, bistvo oblike višjega reda je mogoče spoznati le na podlagi vsebine višje oblike materije v odnosu do nje.

Vzorci novih nivojev se ne reducirajo na vzorce nivojev, na podlagi katerih so nastali, in vodijo za določeno raven organizacije materije. Poleg tega je prenos lastnosti višjih ravni snovi na nižje nezakonit. Vsaka raven snovi ima svojo kvalitativno specifičnost. Na najvišji ravni snovi so njene nižje oblike predstavljene ne v "čisti", ampak v sintetizirani ("odstranjeni") obliki. Zakonov živalskega sveta je na primer nemogoče prenesti na družbo, četudi se na prvi pogled zdi, da v njej prevladuje "zakon džungle". Čeprav je krutost človeka lahko neprimerljivo večja od surovosti plenilcev, kljub temu plenilcem človeška čustva, kot sta ljubezen in sočutje, niso znana.

Po drugi strani pa so poskusi iskanja elementov višjih nivojev na nižjih ravneh neutemeljeni. Na primer razmišljujoči tlakovci. To je hiperbola. Vendar so bili poskusi biologov, v katerih so poskušali ustvariti "človeške" pogoje za opice, v upanju, da bodo v svojih potomcih čez sto ali dvesto let našli antropoida (primitivnega človeka).

Strukturne ravni snovi medsebojno delujejo kot del in celota. Interakcija dela in celote je v tem, da eno predpostavlja drugo, sta eno in drug brez drugega ne moreta obstajati. Ni celote brez dela in ni delov brez celote. Del dobi svoj pomen šele skozi celoto, tako kot je celota interakcija delov.

V interakciji dela in celote ima odločilna vloga celota. Vendar to ne pomeni, da so deli brez svoje specifičnosti. Odločilna vloga celote predpostavlja ne pasivno, temveč aktivno vlogo delov, ki so namenjeni zagotavljanju normalnega življenja vesolja kot celote. Predložitev na skupni sistem od celote deli ohranijo relativno neodvisnost in avtonomijo. Po eni strani delujejo kot sestavni deli celote, po drugi strani pa so same neke vrste integralne strukture, sistemi. Na primer, dejavniki, ki zagotavljajo celovitost sistemov v neživi naravi, so jedrske, elektromagnetne in druge sile, v družbi - industrijski odnosi, politični, nacionalni itd.

Strukturna organizacija, t.j. sistem, je način obstoja materije.

Literatura

1. Akhiezer A.I., Rekalo M.P. Sodobna fizična slika sveta. M., 1980.

2. Weinberg S. Odkritje subatomskih delcev. M., 1986.

3. Weinberg S. Prve tri minute. M., 1981.

4. Rovinsky R.E. Razvijajoče se vesolje. M., 1995.

5. Shklovsky I.S. Zvezde, njihovo rojstvo in smrt. M., 1975.

6. Filozofski problemi naravoslovja. M., 1985.

Naravoslovje, ki je začelo preučevati materialni svet z najpreprostejšimi materialnimi predmeti, ki jih človek neposredno zaznava, nadaljujejo s preučevanjem najkompleksnejših predmetov globokih struktur materije, ki presegajo meje človeške percepcije in so nesorazmerne. s predmeti vsakdanje izkušnje. Naravoslovje s sistematičnim pristopom ne izpostavlja le tipov materialnih sistemov, temveč razkriva njihovo povezanost in korelacijo.

V znanosti ločimo tri ravni strukture snovi:

Mikrokozmos (elementarni delci, jedra, atomi, molekule) je svet izjemno majhnih mikroobjektov, ki jih ni mogoče neposredno opazovati, katerih prostorska raznovrstnost je izračunana od deset na minus osmo potenco do deset do minus šestnajsto potenco cm, in življenjska doba je od neskončnosti do deset do minus štiriindvajset moči sekunde.

Makrosvet (makromolekule, živi organizmi, človek, tehnični predmeti itd.) - svet makroobjektov, katerih razsežnost je primerljiva z obsegom človeške izkušnje: prostorske količine so izražene v milimetrih, centimetrih in kilometrih, čas pa v sekundah. , minute, ure, leta.

Megasvet (planeti, zvezde, galaksije) je svet ogromnih kozmičnih lestvic in hitrosti, razdalja v katerem se meri v svetlobnih letih, čas obstoja vesoljskih objektov pa je milijone in milijarde let.

In čeprav imajo te ravni svoje posebne zakone, so mikro-, makro- in mega-svetovi tesno povezani. Temeljne svetovne konstante določajo obseg hierarhične strukture materije našega sveta. Očitno bi morala njihova relativno majhna sprememba pripeljati do oblikovanja kvalitativno drugačnega sveta, v katerem bi oblikovanje trenutno obstoječih mikro-, makro- in megastruktur in nasploh visoko organiziranih oblik žive snovi postalo nemogoče. Njihovi določeni pomeni in odnosi med njimi v bistvu zagotavljajo strukturno stabilnost našega Vesolja. Zato ima problem navidez abstraktnih svetovnih konstant globalni ideološki pomen.

Zadeva

Materija je neskončna množica vseh predmetov in sistemov, ki obstajajo na svetu, substrat vseh lastnosti, povezav, odnosov in oblik gibanja. V materijo ne spadajo le vsi neposredno opazovani predmeti in telesa narave, ampak tudi vsi tisti, ki jih je načeloma mogoče spoznati v prihodnosti na podlagi izboljšanja sredstev opazovanja in eksperimentiranja. Ideje o strukturi materialnega sveta temeljijo na sistematičnem pristopu, po katerem lahko kateri koli predmet materialnega sveta, naj bo to atom, planet, organizem ali galaksija, obravnavamo kot kompleksno tvorbo, ki vključuje komponente, organizirane v celovitosti. Za označevanje celovitosti predmetov v znanosti je bil razvit koncept sistema.

Snov kot objektivna realnost vključuje ne le materijo v njenih štirih agregacijskih stanjih (trdno, tekoče, plinasto, plazmo), temveč tudi fizična polja (elektromagnetno, gravitacijsko, jedrsko itd.), kot tudi njihove lastnosti, odnose, interakcije produktov. . Vključuje tudi antimaterijo (skupina antidelcev: pozitron ali antielektron, antiproton, antinevtron), ki jo je nedavno odkrila znanost. Antimaterija nikakor ni antimaterija. Antimaterije sploh ne more biti. Gibanje in snov sta med seboj organsko in neločljivo povezana: brez materije ni gibanja, tako kot ni snovi brez gibanja. Z drugimi besedami, na svetu ni nespremenljivih stvari, lastnosti in odnosov. Nekatere oblike ali vrste se zamenjajo z drugimi, preidejo v druge - gibanje je stalno. Mir je dialektično izginjajoči trenutek v nenehnem procesu spreminjanja, postajanja. Absolutni mir je enak smrti ali bolje rečeno neobstoju. Tako gibanje kot počitek sta z gotovostjo določena le v zvezi z nekim referenčnim okvirom.

Gibljiva snov obstaja v dveh osnovnih oblikah - v prostoru in v času. Koncept prostora služi za izražanje lastnosti raztezanja in reda sobivanja materialnih sistemov in njihovih stanj. Je objektiven, univerzalen in potreben. Koncept časa določa trajanje in zaporedje sprememb stanj materialnih sistemov. Čas je objektiven, neizogiben in nepovraten.

Ustanovitelj pogleda na materijo, kot da je sestavljena iz diskretnih delcev, je bil Demokrit. Demokrit je zanikal neskončno deljivost materije. Atomi se med seboj razlikujejo le po obliki, vrstnem redu medsebojnega zaporedja in položaju v praznem prostoru ter po velikosti in gravitaciji, odvisno od velikosti. Imajo neskončno raznolikost oblik z vdolbinami ali izboklinami. V sodobni znanosti je bilo veliko razprav o tem, ali so Demokritovi atomi fizična ali geometrijska telesa, vendar sam Demokrit še ni dosegel razlikovanja med fiziko in geometrijo. Iz teh atomov, ki se gibljejo v različnih smereh, iz njihovega »vihra«, po naravni nujnosti, s približevanjem med seboj podobnih atomov, nastanejo tako ločena cela telesa kot ves svet; gibanje atomov je večno in število nastajajočih svetov je neskončno. Človeku dostopni svet objektivne realnosti se nenehno širi. Konceptualne oblike izražanja ideje strukturnih ravni materije so raznolike. Sodobna znanost identificira tri strukturne ravni v svetu.

Mikrosvet so molekule, atomi, elementarni delci - svet izjemno majhnih, neopaznih mikroobjektov, katerih prostorska raznolikost je izračunana od 10-8 do 10-16 cm, življenjska doba pa je od neskončnosti do 10-24 s. Makrokozmos je svet stabilnih oblik in vrednot, sorazmernih s človekom, pa tudi kristalnih kompleksov molekul, organizmov, skupnosti organizmov; svet makro objektov, katerih razsežnost je primerljiva z obsegom človeške izkušnje: prostorske količine so izražene v milimetrih, centimetrih in kilometrih, čas pa v sekundah, minutah, urah, letih.

Megasvet so planeti, zvezdni kompleksi, galaksije, metagalaksije - svet ogromnih kozmičnih lestvic in hitrosti, razdalja v katerem se meri v svetlobnih letih, čas obstoja vesoljskih objektov pa je milijone in milijarde let.

In čeprav imajo te ravni svoje posebne zakone, so mikro-, makro- in mega-svetovi tesno povezani.

Jasno je, da so meje mikro- in makro-sveta premične in ni ločenega mikro-sveta in ločenega makro-sveta. Seveda so makro- in mega-objekti zgrajeni iz mikro-objektov, mikro-pojavi pa so podlaga za makro- in mega-pojave. To se jasno vidi na primeru konstrukcije Vesolja iz medsebojno delujočih elementarnih delcev v okviru kozmične mikrofizike. Pravzaprav moramo to razumeti govorimo le o različnih ravneh obravnave materije. Mikro-, makro- in mega-velikosti predmetov so med seboj v korelaciji kot makro/mikro - mega/makro.

V klasični fiziki ni bilo objektivnega kriterija za razlikovanje makro-od mikroobjektov. To razliko je uvedel M. Planck: če je pri obravnavanem objektu mogoče zanemariti minimalni vpliv nanj, potem so to makro objekti, če ne, so to mikro objekti. Jedra atomov nastanejo iz protonov in nevtronov. Atomi se združujejo v molekule. Če se pomaknemo naprej po lestvici velikosti teles, potem sledijo običajna makrotelesa, planeti in njihovi sistemi, zvezde, kopice galaksij in metagalaksij, torej si lahko predstavljamo prehod iz mikro-, makro- in mega-obojih. v velikostih in modelih fizikalnih procesov.

Demokrit je v antiki postavil atomistično hipotezo o strukturi snovi, kasneje, v XVIII. ga je obudil kemik J. Dalton, ki je atomsko maso vodika vzel kot enoto in z njo primerjal atomske mase drugih plinov. Zahvaljujoč delom J. Daltona so začeli preučevati fizikalno-kemijske lastnosti atoma. V 19. stoletju je D.I. Mendelejev je zgradil sistem kemičnih elementov, ki temelji na njihovi atomski teži. Zgodovina preučevanja strukture atoma se je začela leta 1895 zahvaljujoč odkritju elektrona s strani J. Thomsona - negativno nabitega delca, ki je del vseh atomov. Ker imajo elektroni negativen naboj, atom kot celota pa je električno nevtralen, so domnevali, da poleg elektrona obstaja tudi pozitivno nabit delec. Izračunali smo, da je masa elektrona 1/1836 mase pozitivno nabitega delca.

Jedro ima pozitiven naboj, elektroni pa negativni. Namesto sil gravitacije, ki delujejo v sončnem sistemu, delujejo električne sile v atomu. Električni naboj atomskega jedra, ki je številčno enak zaporedni številki v Mendelejevskem periodičnem sistemu, je uravnotežen z vsoto nabojev elektronov – atom je električno nevtralen. Oba modela sta se izkazala za protislovna.

Leta 1913 je veliki danski fizik N. Bohr uporabil princip kvantizacije pri reševanju problema strukture atoma in značilnosti atomskih spektrov. Model atoma N. Bohra je temeljil na planetarnem modelu E. Rutherforda in na kvantni teoriji atomske strukture, ki jo je razvil. N. Bohr je postavil hipotezo o zgradbi atoma, ki temelji na dveh postulatih, ki sta popolnoma nezdružljiva s klasično fiziko:

1) v vsakem atomu je več stacionarnih stanj (v jeziku planetarnega modela več stacionarnih orbit) elektronov, ki se gibljejo po katerih lahko elektron obstaja brez sevanja;

2) med prehodom elektrona iz enega stacionarnega stanja v drugo atom oddaja ali absorbira del energije.

Navsezadnje je v osnovi nemogoče natančno opisati strukturo atoma na podlagi ideje o orbitah točkovnih elektronov, saj takšne orbite dejansko ne obstajajo. Teorija N. Bohra predstavlja tako rekoč mejno črto prve stopnje v razvoju sodobne fizike. To je najnovejši poskus opisovanja strukture atoma na podlagi klasične fizike, ki ga dopolnjuje le z majhnim številom novih predpostavk.

Zdelo se je, da postulati N. Bohra odražajo nekatere nove, neznane lastnosti snovi, vendar le delno. Odgovore na ta vprašanja smo dobili kot rezultat razvoja kvantne mehanike. Izkazalo se je, da atomskega modela N. Bohra ne gre jemati dobesedno, kot je bilo na začetku. Procesov v atomu načeloma ni mogoče vizualizirati v obliki mehanskih modelov po analogiji z dogodki v makrokozmosu. Tudi koncepta prostora in časa v obliki, ki obstaja v makrokozmosu, sta se izkazala za neprimerna za opis mikrofizičnih pojavov. Atom teoretičnih fizikov je postajal vse bolj abstraktno neopazna vsota enačb.

V zgodovini preučevanja narave lahko ločimo dve stopnji: predznanstveno in znanstveno. Predznanstveno oziroma naravoslovno-filozofsko zajema obdobje od antike do nastanka eksperimentalne naravoslovne znanosti v 16.-17. stoletju. Opaženi naravni pojavi so bili razloženi na podlagi spekulativnih filozofskih načel. Najpomembnejši za kasnejši razvoj naravoslovnih znanosti je bil koncept diskretne strukture atomizma materije, po kateri so vsa telesa sestavljena iz atomov - najmanjših delcev na svetu.

Z nastankom klasične mehanike se prične znanstvena faza preučevanja narave. Ker so se sodobne znanstvene ideje o strukturnih ravneh organizacije materije razvile v okviru kritičnega premisleka o zamislih klasične znanosti, ki so uporabne le za objekte na makro ravni, moramo začeti s koncepti klasične fizike.

Oblikovanje znanstvenih pogledov na zgradbo snovi sega v 16. stoletje, ko je G. Galileo postavil temelje za prvo fizično sliko sveta v zgodovini znanosti – mehansko. Odkril je zakon vztrajnosti in razvil metodologijo za nov način opisovanja narave – znanstveno in teoretično. Njegovo bistvo je bilo, da so bile razločene le nekatere fizične in geometrijske značilnosti, ki so postale predmet znanstvenih raziskav.

I. Newton je, opirajoč se na Galilejeva dela, razvil strogo znanstveno teorijo mehanike, ki opisuje gibanje nebesnih teles in gibanje zemeljskih predmetov po istih zakonih. Naravo so obravnavali kot zapleten mehanski sistem. V okviru mehanske slike sveta, ki so jo razvili I. Newton in njegovi privrženci, se je razvil diskretni (korpuskularni) model realnosti. Snov je veljala za materialno snov, sestavljeno iz posameznih delcev - atomov ali teles. Atomi so popolnoma močni, nedeljivi, neprepustni, zanje je značilna prisotnost mase in teže.

Bistvena značilnost Newtonovega sveta je bil tridimenzionalni prostor evklidske geometrije, ki je absolutno konstanten in vedno miruje. Čas je bil predstavljen kot količina, neodvisna od prostora ali materije. Gibanje je bilo obravnavano kot gibanje v prostoru po neprekinjenih trajektorijah v skladu z zakoni mehanike. Rezultat newtonske slike sveta je bila podoba Vesolja kot velikanskega in popolnoma določenega mehanizma, kjer so dogodki in procesi veriga medsebojno odvisnih vzrokov in posledic.

Mehanski pristop k opisu narave se je izkazal za izjemno plodnega. Po Newtonovi mehaniki so nastale hidrodinamika, teorija elastičnosti, mehanska teorija toplote, molekularno-kinetična teorija in številne druge, v skladu s katerimi je fizika dosegla izjemne uspehe. Vendar sta obstajali dve področji – optični in elektromagnetni pojavi –, ki ju ni bilo mogoče v celoti razložiti v okviru mehanistične slike sveta.

Poleg mehanske korpuskularne teorije so se optične pojave poskušali razložiti na bistveno drugačen način, in sicer na podlagi valovne teorije. Valovna teorija je vzpostavila analogijo med širjenjem svetlobe in gibanjem valov na površini vode ali zvočnih valov v zraku. Predpostavljala je prisotnost elastičnega medija, ki zapolnjuje ves prostor - svetlečega etra. Na podlagi valovne teorije je X. Huygens uspešno razložil odboj in lom svetlobe.

Drugo področje fizike, kjer so se mehanski modeli izkazali za neustrezni, je bilo področje elektromagnetnih pojavov. Poskusi angleškega naravoslovca M. Faradaya in teoretično delo angleškega fizika J. K. Maxwella so popolnoma uničili ideje newtonske fizike o diskretni materiji kot edini vrsti snovi in ​​postavili temelje za elektromagnetno sliko sveta. Fenomen elektromagnetizma je odkril danski naravoslovec H.K. Oersteda, ki je prvi opazil magnetni učinek električnih tokov. Z nadaljevanjem raziskav v tej smeri je M. Faraday odkril, da začasna sprememba magnetnih polj ustvari električni tok.

M. Faraday je prišel do zaključka, da sta doktrina elektrike in optike medsebojno povezana in tvorita enotno področje. Maxwell je Faradayev model poljskih linij "prevedel" v matematično formulo. Koncept "polja sil" je bil prvotno oblikovan kot pomožni matematični koncept. J.K. Maxwell mu je dal fizični pomen in začel obravnavati polje kot neodvisno fizično realnost: "Elektromagnetno polje je tisti del prostora, ki vsebuje in obdaja telesa, ki so v električnem ali magnetnem stanju."

Na podlagi svojih raziskav je Maxwell to lahko zaključil svetlobni valovi predstavljajo elektromagnetnih valov. Enotno bistvo svetlobe in elektrike, ki sta ga leta 1845 predlagala M. Faraday in J.K. Maxwella teoretično utemeljil leta 1862, je eksperimentalno potrdil nemški fizik G. Hertz leta 1888. Po poskusih G. Hertza v fiziki se je koncept polja dokončno uveljavil ne kot pomožna matematična konstrukcija, temveč kot objektivno obstoječa fizična realnost. Odkrita je bila kvalitativno nova, edinstvena vrsta snovi. Torej, do konca XIX stoletja. fizika je prišla do zaključka, da materija obstaja v dveh oblikah: diskretna snov in neprekinjeno polje. Zaradi kasnejših revolucionarnih odkritij v fiziki ob koncu prejšnjega in v začetku tega stoletja so bile uničene ideje klasične fizike o materiji in polju kot dveh kvalitativno edinstvenih vrstah snovi.

Megasvet ali vesolje sodobna znanost obravnava kot medsebojno delujoč in razvijajoč se sistem vseh nebesnih teles. Vse obstoječe galaksije so vključene v sistem najvišjega reda - Metagalaksija. Dimenzije metagalaksije so zelo velike: polmer kozmološkega obzorja je 15 - 20 milijard svetlobnih let. Koncepta "vesolje" in "metagalaksija" sta si zelo blizu pojma: označujeta isti predmet, vendar v različnih vidikih. Koncept "vesolja" označuje celoten obstoječi materialni svet; Koncept "Metagalaktika" - isti svet, vendar z vidika njegove strukture - kot urejen sistem galaksij. Strukturo in razvoj vesolja preučuje kozmologija. Kozmologija kot veja naravoslovja se nahaja na stičišču znanosti, religije in filozofije. Kozmološki modeli vesolja temeljijo na določenih ideoloških predpogojih, ti modeli pa imajo velik ideološki pomen.

V klasični znanosti je obstajala tako imenovana teorija stacionarnega stanja vesolja, po kateri je bilo vesolje vedno skoraj enako, kot je zdaj. Astronomija je bila statična: preučevali so premike planetov in kometov, opisovali zvezde, ustvarjali njihove klasifikacije, kar je bilo seveda zelo pomembno. Toda vprašanje evolucije vesolja ni bilo postavljeno. Sodobni kozmološki modeli Vesolja temeljijo na splošni teoriji relativnosti A. Einsteina, po kateri je metrika prostora in časa določena z razporeditvijo gravitacijskih mas v Vesolju. Njegove lastnosti kot celota določajo povprečna gostota snovi in ​​drugi specifični fizikalni dejavniki.

Einsteinova enačba gravitacije nima ene, temveč številne rešitve, kar je razlog za obstoj številnih kozmoloških modelov Vesolja. Prvi model je razvil sam A. Einstein leta 1917. Zavrnil je postulate newtonske kozmologije o absolutnosti in neskončnosti prostora in časa. V skladu s kozmološkim modelom vesolja A. Einsteina je svetovni prostor homogen in izotropen, snov je v njem v povprečju enakomerno razporejena, gravitacijsko privlačnost množic se kompenzira z univerzalnim kozmološkim odbijanjem. Čas obstoja Vesolja je neskončen, t.j. nima ne začetka ne konca, prostor pa je brezmejen, a končen.

Vesolje v kozmološkem modelu A. Einsteina je stacionarno, neskončno v času in neomejeno v prostoru. Leta 1922 Ruski matematik in geofizik A. A Fridman je zavrnil postulat klasične kozmologije o stacionarnosti vesolja in dobil rešitev Einsteinove enačbe, ki opisuje Vesolje z "razširjenim" prostorom. Ker povprečna gostota snovi v Vesolju ni znana, danes ne vemo, v katerem od teh prostorov Vesolja živimo.

Leta 1927 je belgijski opat in znanstvenik J. Lemaitre povezal »širjenje« vesolja s podatki astronomskih opazovanj. Lemaitre je predstavil koncept začetka vesolja kot singularnosti (tj. supergosto stanje) in rojstva vesolja kot velikega poka. Širitev vesolja velja za znanstveno ugotovljeno dejstvo. Po teoretičnih izračunih J. Lemaitra je bil polmer Vesolja v začetnem stanju 10-12 cm, kar je po velikosti blizu polmeru elektronov, njegova gostota pa 1096 g/cm 3 . V singularnem stanju je bilo Vesolje mikroobjek zanemarljivo majhne velikosti. Od začetnega singularnega stanja se je vesolje razširilo kot posledica velikega poka.

Retrospektivni izračuni določajo starost vesolja na 13-20 milijard let. V sodobni kozmologiji je zaradi jasnosti začetna stopnja evolucije vesolja razdeljena na "dobe".

Obdobje hadronov. Težki delci vstopajo v močne interakcije.

Obdobje leptonov. Svetlobni delci vstopajo v elektromagnetno interakcijo.

Fotonska doba. Trajanje 1 milijon let. Glavnina mase - energije vesolja - pade na fotone.

Zvezdno obdobje. Prihaja 1 milijon let po rojstvu vesolja. V zvezdni dobi se začne proces nastajanja protozvezd in protogalaksij. Nato se razkrije veličastna slika nastanka strukture Metagalaksije.

V sodobni kozmologiji je poleg hipoteze velikega poka zelo priljubljen inflacijski model vesolja, ki upošteva nastanek vesolja. Zagovorniki inflacijskega modela vidijo ujemanje med stopnjami kozmične evolucije in stopnjami stvarjenja sveta, opisanimi v knjigi Geneze v Svetem pismu. V skladu z inflacijsko hipotezo gre kozmična evolucija v zgodnjem vesolju skozi vrsto stopenj.

stopnja inflacije. Zaradi kvantnega skoka je vesolje prešlo v stanje vzbujenega vakuuma in se v odsotnosti snovi in ​​sevanja v njem intenzivno širilo po eksponentnem zakonu. V tem obdobju je nastal sam prostor in čas Vesolja. Vesolje je napihnilo z nepredstavljivo majhne kvantne velikosti 10-33 na nepredstavljivo velikih 101.000.000 cm, kar je veliko velikostnih redov več kot velikost opazovanega vesolja - 1028 cm. V tem začetnem obdobju v tem začetnem obdobju ni bilo ne snovi ne sevanja. vesolje. Prehod iz inflacijske faze v fotonsko. Stanje lažnega vakuuma je razpadlo, sproščena energija je šla v rojstvo težkih delcev in antidelcev, ki so po izničenju dali močan blisk sevanja (svetlobe), ki je osvetlil kozmos.

AT nadaljnji razvoj Vesolje je šlo v smeri od najbolj preprostega homogenega stanja do ustvarjanja vedno bolj zapletenih struktur - atomov (prvotno vodikovih atomov), galaksij, zvezd, planetov, sinteze težkih elementov v črevesju zvezd, vključno s tistimi, ki so potrebni za ustvarjanje življenja, nastanek življenja in kot krona stvaritve – človek. Razlika med stopnjami evolucije vesolja v inflacijskem modelu in modelu velikega poka se nanaša le na začetno stopnjo reda 10-30 s, potem med tema modeli ni bistvenih razlik pri razumevanju stopenj kozmične evolucije. . Za vesolje na različnih ravneh, od pogojno elementarnih delcev do velikanskih superjat galaksij, je značilna struktura. Sodobna struktura vesolja je rezultat kozmične evolucije, med katero so nastale galaksije iz protogalaksij, zvezde iz protozvezd in planeti iz protoplanetarnega oblaka.

Metagalaksija - je zbirka zvezdnih sistemov - galaksij, njena struktura pa je določena z njihovo razporeditvijo v prostoru, napolnjenem z izjemno redkim medgalaktičnim plinom in prežeto z medgalaktičnimi žarki. Po sodobnih konceptih je za metagalaksijo značilna celična (omrežna, porozna) struktura. Obstaja ogromno prostora (približno milijon kubičnih megaparsekov), v katerem galaksije še niso bile odkrite. Starost metagalaksije je blizu starosti vesolja, saj nastajanje strukture pade na obdobje po ločitvi snovi in ​​sevanja. Po sodobnih podatkih je starost Metagalaksije ocenjena na 15 milijard let.

Galaksija je velikanski sistem, sestavljen iz kopic zvezd in meglic, ki tvorijo precej zapleteno konfiguracijo v vesolju. Glede na obliko so galaksije pogojno razdeljene na tri vrste: eliptične, spiralne in nepravilne. Eliptične galaksije - imajo prostorsko obliko elipsoida z različnimi stopnjami stiskanja; po strukturi so najpreprostejše: porazdelitev zvezd se enakomerno zmanjšuje od središča. Spiralne galaksije - predstavljene v obliki spirale, vključno s spiralnimi kraki. To je najštevilčnejša vrsta galaksij, ki ji pripada naša galaksija - Rimska cesta. Nepravilne galaksije - nimajo izrazite oblike, nimajo osrednjega jedra. Najstarejše zvezde so skoncentrirane v jedru galaksije, katere starost se približuje starosti galaksije. Zvezde srednjih in mladih let se nahajajo v disku galaksije. Zvezde in meglice znotraj galaksije se gibljejo na precej zapleten način, skupaj z galaksijo sodelujejo pri širjenju vesolja, poleg tega pa sodelujejo pri vrtenju galaksije okoli svoje osi.

Zvezde. Na sedanji stopnji evolucije vesolja je snov v njem pretežno v zvezdnem stanju. 97 % snovi v naši galaksiji je koncentriranih v zvezdah, ki so velikanske plazemske tvorbe različnih velikosti, temperatur in z različnimi gibi. značilnosti. V mnogih drugih galaksijah, če ne v večini, "zvezdna snov" predstavlja več kot 99,9 % njihove mase. Starost zvezd se spreminja v precej velikem razponu vrednosti: od 15 milijard let, kar ustreza starosti vesolja, do sto tisoč - najmlajših. Rojstvo zvezd se zgodi v plinsko-prašnih meglicah pod delovanjem gravitacijskih, magnetnih in drugih sil, zaradi katerih nastanejo nestabilne uniformnosti in razpršena snov se razpade na številne kondenzacije. Če takšne kepe vztrajajo dovolj dolgo, se sčasoma spremenijo v zvezde. Na zadnji stopnji evolucije se zvezde spremenijo v inertne ("mrtve") zvezde.

Zvezde ne obstajajo izolirane, ampak tvorijo sisteme. Najpreprostejši zvezdni sistemi - tako imenovani večkratni sistemi - so sestavljeni iz dveh, treh, štirih, petih ali več zvezd, ki se vrtijo okoli skupnega težišča. Zvezde so združene tudi v še večje skupine – zvezdne kopice, ki imajo lahko »razpršeno« ali »sferično« strukturo. Odprte zvezdne kopice imajo več sto posameznih zvezd, kroglaste kopice - več sto tisoč. Osončje je skupina nebesnih teles, ki se zelo razlikujejo po velikosti in fizični zgradbi. V to skupino spadajo: Sonce, devet velikih planetov, na desetine satelitov planetov, na tisoče majhnih planetov (asteroidov), na stotine kometov in nešteto meteoritnih teles, ki se gibljejo tako v rojih kot v obliki posameznih delcev.

Do leta 1979 je bilo znanih 34 satelitov in 2000 asteroidov. Vsa ta telesa so združena v en sistem zaradi privlačne sile osrednjega telesa - Sonca. Sončni sistem je urejen sistem, ki ima svoje vzorce strukture. Enoten značaj sončnega sistema se kaže v tem, da se vsi planeti vrtijo okoli sonca v isti smeri in skoraj v isti ravnini. Večina satelitov planetov se vrti v isto smer in v večini primerov v ekvatorialni ravnini svojega planeta. Sonce, planeti, sateliti planetov se vrtijo okoli svojih osi v isti smeri, v kateri se gibljejo vzdolž svojih poti. Tudi struktura sončnega sistema je naravna: vsak naslednji planet je približno dvakrat dlje od Sonca kot prejšnji.

Sončni sistem je nastal pred približno 5 milijardami let, Sonce pa je zvezda druge generacije. Tako je sončni sistem nastal na odpadnih produktih zvezd prejšnjih generacij, ki so se kopičili v oblakih plina in prahu. Ta okoliščina daje razlog, da sončni sistem imenujemo majhen del zvezdnega prahu. Znanost o nastanku sončnega sistema in njegovem zgodovinskem razvoju ve manj, kot je potrebno za izgradnjo teorije o nastanku planetov.

Sodobni koncepti nastanka planetov sončnega sistema temeljijo na dejstvu, da je treba upoštevati ne le mehanske sile, temveč tudi druge, zlasti elektromagnetne. To idejo sta predstavila švedski fizik in astrofizik H. Alfven ter angleški astrofizik F. Hoyle. V skladu s sodobnimi koncepti je prvotni plinski oblak, iz katerega sta nastala tako Sonce kot planeti, sestavljen iz ioniziranega plina, podvrženega vplivu elektromagnetnih sil. Potem ko je Sonce s koncentracijo nastalo iz ogromnega plinskega oblaka, so majhni deli tega oblaka ostali na zelo veliki razdalji od njega. Gravitacijska sila je začela privlačiti ostanke plina k nastali zvezdi – Soncu, vendar je njeno magnetno polje ustavilo padajoči plin na različnih razdaljah – ravno tam, kjer so planeti. Gravitacijske in magnetne sile so vplivale na koncentracijo in zgostitev padajočega plina, zaradi česar so nastali planeti. Ko so nastali največji planeti, se je isti proces ponovil v manjšem obsegu in tako nastal sistem satelitov.

Teorije o nastanku sončnega sistema so po naravi hipotetične in nemogoče je nedvoumno rešiti vprašanje njihove zanesljivosti na sedanji stopnji razvoja znanosti. V vseh obstoječih teorijah so protislovja in nejasna mesta. Trenutno se razvijajo koncepti na področju temeljne teoretične fizike, po katerih objektivno obstoječi svet ni omejen na materialni svet, ki ga zaznavajo naši čutilni organi ali fizične naprave. Avtorji teh konceptov so prišli do naslednjega zaključka: poleg materialnega sveta obstaja realnost višjega reda, ki ima bistveno drugačno naravo v primerjavi z realnostjo materialnega sveta.

Ljudje so že od antičnih časov poskušali najti razlago za raznolikost in bizarnost sveta. Proučevanje materije in njenih strukturnih ravni je nujen pogoj za oblikovanje svetovnega pogleda, ne glede na to, ali se na koncu izkaže za materialistično ali idealistično. Povsem očitno je, da je vloga definiranja pojma materije, razumevanja slednje kot neizčrpne za izgradnjo znanstvene slike sveta, reševanja problema realnosti in spoznavnosti predmetov in pojavov mikro, makro in mega sveta zelo pomembna. .

Vsa zgornja revolucionarna odkritja v fiziki so obrnila na glavo obstoječe poglede na svet. Vera v univerzalnost zakonov klasične mehanike je izginila, ker so bile uničene prejšnje ideje o nedeljivosti atoma, o konstantnosti mase, o nespremenljivosti kemičnih elementov itd. Zdaj je komaj mogoče najti fizika, ki bi verjel, da je vse probleme njegove znanosti mogoče rešiti s pomočjo mehanskih konceptov in enačb.

Rojstvo in razvoj atomske fizike je tako dokončno zatrlo nekdanjo mehanistično sliko sveta. Toda Newtonova klasična mehanika ni izginila. Do danes zaseda častno mesto med drugimi naravoslovnimi vedami. Z njeno pomočjo se na primer izračuna gibanje umetnih satelitov Zemlje, drugih vesoljskih objektov itd. Toda zdaj se obravnava kot poseben primer kvantne mehanike, ki se uporablja za počasna gibanja in velike mase predmetov v makrokozmosu.

Kaj je koncept "materije"? Kakšne so lastnosti snovi?

Zadeva- objektivna realnost, ki je dana človeku v njegovih občutkih in obstaja neodvisno od njega. To je nekakšna snov, osnova vseh obstoječih predmetov in sistemov, njihovih lastnosti, povezav med njimi in oblik gibanja, t.j. iz česa je narejen svet.

Struktura snovi- obstoj neskončne raznolikosti integralnih sistemov so med seboj tesno povezani.

Atributi materije, univerzalne oblike njegovega bitja so gibanje, prostor in čas, ki ne obstajata zunaj materije. Na enak način ne more biti materialnih objektov, ki ne bi imeli prostorsko-časovnih lastnosti.

Vesolje- za objektivno realnost, obliko obstoja materije, je značilna dolžina in struktura materialnih predmetov (pojavov) v njihovem odnosu z drugimi predmeti in pojavi.

Čas- objektivna realnost, za obliko obstoja materije je značilno trajanje in doslednost obstoja materialnih predmetov in pojavov v njihovem razmerju z drugimi materialnimi predmeti in pojavi.

Izpostavil je Friedrich Engels pet oblik gibanja snovi: fizični; kemični; biološki; socialni; mehansko.

Univerzalne lastnosti zadeva so:

neuničljivost in neuničljivost

večnost obstoja v času in neskončnost v prostoru

za materijo je vedno značilno gibanje in spreminjanje, samorazvoj, preoblikovanje enih stanj v druga

determiniranost vseh pojavov

vzročnost - odvisnost pojavov in predmetov od strukturnih razmerij v materialnih sistemih in zunanjih vplivov, od vzrokov in pogojev, ki jih povzročajo.

refleksija - se kaže v vseh procesih, vendar je odvisna od strukture medsebojno delujočih sistemov in narave zunanjih vplivov. Zgodovinski razvoj lastnosti refleksije vodi do nastanka njene najvišje oblike - abstraktnega mišljenja

Univerzalni zakoni obstoja in razvoja snovi:

Zakon enotnosti in boja nasprotij

Zakon prehoda kvantitativnih sprememb v kvalitativne

Zakon negacije negacije

strukturne ravni organizacije snovi v neživi naravi.

Na vsaki strukturni ravni snovi obstajajo posebne (nastajajoče) lastnosti manjka na drugih ravneh. Znotraj vsake od strukturnih ravni obstajajo odnosi podrejenosti, na primer molekularna raven vključuje atomsko raven in ne obratno. Vsaka višja oblika nastane na podlagi nižje, vključuje jo v sublitirani obliki. To v bistvu pomeni, da je specifičnost višjih oblik mogoče spoznati le na podlagi analize struktur nižjih oblik. In obratno, bistvo oblike nižjega reda je mogoče spoznati le na podlagi vsebine višje oblike materije v odnosu do nje.

V naravoslovju ločimo dva velika razreda materialnih sistemov: sisteme nežive narave in sistemov prostoživečih živali. AT nežive narave strukturne ravni organizacije snovi so:

1) vakuum (polja z minimalno energijo), 2) polja in elementarni delci, 3) atomi, 4) molekule, makrotelesa, 5) planeti in planetarni sistemi, 6) zvezde in zvezdni sistemi, 7) galaksija, 8) metagalaksija, 9 ) Vesolje.

V divjih živalih ločimo dve najpomembnejši strukturni ravni organizacije snovi - biološko in družbeno. Biološka raven vključuje:

predcelična raven (beljakovine in nukleinske kisline);

• celica kot "opeka" živih in enoceličnih organizmov;
• večcelični organizem, njegovi organi in tkiva;
• populacija - skupek posameznikov iste vrste, ki zasedajo določeno ozemlje, se prosto križajo med seboj in so delno ali popolnoma izolirani od drugih skupin svoje vrste;
• biocenoza - skupek populacij, v katerih so odpadni produkti nekaterih pogoj za obstoj drugih organizmov, ki naseljujejo določeno območje kopnega ali vode;
• biosfera - živa snov planeta (skupina vseh živih organizmov, vključno s človekom).

Na določeni stopnji razvoja življenja na Zemlji se je pojavil um, zahvaljujoč kateremu se je pojavila družbena strukturna raven materije. Na tej ravni so: posameznik, družina, kolektiv, družbena skupina, razred in narod, država, civilizacija, človeštvo kot celota.

strukturne ravni organizacije snovi v živi naravi.

Po sodobnih znanstvenih pogledih na naravo so vsi naravni objekti urejeni, strukturirani, hierarhično organizirani sistemi. V naravoslovju ločimo dva velika razreda materialnih sistemov: sisteme nežive narave in sisteme žive narave.

V živi naravi strukturne ravni organizacije snovi vključujejo sisteme predcelične ravni - nukleinske kisline in beljakovine; celice kot posebna raven biološke organizacije, predstavljene v obliki enoceličnih organizmov in osnovnih enot žive snovi; večcelični organizmi flore in favne; nad organizmskimi strukturami, vključno z vrstami, populacijami in biocenozami, in končno, biosfero kot celotno maso žive snovi. V naravi je vse medsebojno povezano, zato je mogoče razlikovati takšne sisteme, ki vključujejo elemente tako žive kot nežive narave - biogeocenoze.

Naravoslovje, ki je začelo preučevati materialni svet z najpreprostejšimi materialnimi predmeti, ki jih človek neposredno zaznava, nadaljujejo s preučevanjem najkompleksnejših predmetov globokih struktur materije, ki presegajo človeško zaznavanje in so nesorazmerne s predmeti vsakdanje izkušnje.Naravoslovje s sistematičnim pristopom ne izpostavlja zgolj tipov materialnih sistemov, temveč razkriva njihovo povezanost in korelacijo. V znanosti obstajajo tri ravni strukture snovi - makrosvet, mikrosvet in megasvet.