Тема 4. Эволюция представлений о материи

Материя в естествознании – фундаментальная научная категория, фиксирующая общую сущностную характеристику природы. В развитии представлений о материи можно выделить три этапа: 1) Древняя Греция (VI-IV вв. до н.э.). Первые древнегреческие философы-ученые (VI в. до н.э.) полагали, что в основе всех вещей лежит единое первоначало и все вещества – это разные варианты этого основного вещества-первоначала, которым считалась вода (Фалес), "апейрон" (Анаксимандр), воздух (Анаксимен), огонь (Гераклит). Другие философы – атомисты (Демокрит, Эпикур) – утверждают, что двумя началами природы являются неделимые атомы и пустота, в которой они движутся; вещество состоит из неделимых атомов, размер и форма которых определяют свойства вещества; все материальные тела состоят из мельчайших частиц, поскольку деление материи возможно лишь до известного предела (дискретная концепция материи), каждая из четырех стихий (земля, вода, воздух и огонь) представляет собой группировку одинаковых атомов. Аристотель предлагает континуальную концепцию материи: он утверждает, что пустоты не существует, поскольку Вселенная заполнена непрерывной, бесконечно делимой, бескачественной материей. 2) Новое время (XVII-XIX вв.). Ньютон отождествляет материю с веществом: он полагает, что независимыми началами мироздания являются вещественные тела, которые состоят из мельчайших частиц-корпускул (атомов) и движутся в абсолютном пространстве по мере течения абсолютного времени; все вещества состоят из мельчайших, неделимых частичек, обладающих способностью взаимного сцепления. С развитием химии вещество стало рассматриваться как совокупность молекул одинакового состава и строения, т.е. свойства вещества описываются составом и строением его молекул: каждый химический элемент представляет собой группировку одинаковых атомов; химическая натура сложной частицы определяется натурой элементарных составных частей, количеством их и химическим строением. В электродинамике Максвелла было открыто новое состояние материи – физическое (электромагнитное) поле, которое непрерывно, не имеет определенных границ и не может быть разложено на дискретные составляющие (континуальная концепция материи); два вида материи – вещество и поле – строго разделены, и их превращение друг в друга невозможно; здесь же получает распространение идея мирового эфира – легчайшей упругой и ненаблюдаемой среды, заполняющей все мировое пространство; колебания этого эфира и есть свет. 3) Новейшее время (конец XIX-XXI вв.). Открытие делимости атома и существования элементарных частиц, привело к тому, что в квантовой электродинамике атом определяется как электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Изменились и представления о веществе, которое стало пониматься как материальное образование, состоящее из взаимодействующих элементарных частиц, имеющих массу покоя; свойства вещества определяются электронным строением его молекул. В квантово-полевых представлениях физики утверждается, что материя обладает и корпускулярными, и волновыми свойствами, которые проявляются в зависимости от условий (так физическое поле в определенных ситуациях может быть представлено как совокупность дискретных частиц – квантов поля); качественно различающиеся формы материи (вещество и поле) неразрывно связаны, т.е. резкой грани между ними нет; при этом вещество составляет лишь небольшую долю всей материи Вселенной; абсолютной пустоты не существует, все пространство заполнено физическим вакуумом – сложно устроенной формой материи, полем с минимальной энергией, из которого можно получить все другие состояния поля. В теории относительности А. Эйнштейна утвердилось представление, что свойства материальных объектов неотделимы от свойств пространства-времени.