Какое основное свойство материи
Понятие материи. Свойства материи
Материя (от лат. materia — вещь, вещество) в философии понимается как вещественное начало мира в отличие от начала духовного (сознания). Это — категория, объединяющая все многообразие предметов, систем окружающего нас мира, существующих во времени и пространстве, находящихся в вечном движении и развитии.
Традиционное определение материи (в материалистической трактовке) восходит к работе В.И. Ленина «Материализм и эмпириокритицизм», где он определяет материю так:
Материя есть философская категория для обозначения объективной реальности, которая дана человеку в ощущениях его, которая копируется, фотографируется, отображается нашими ощущениями, существуя независимо от них[1].
В науке выделяют два вида материи: вещество и поле, которые тесно взаимосвязаны и переходят друг в друга. Вещество прерывно, т.е. внутренне расчленено и обладает массой покоя. Поле (например, гравитационное или электромагнитное поле), напротив, внутренне непрерывно: оно связывает частицы материи и отвечает за их взаимодействие.
Выделяются также уровни материи, которые различаются по сферам — неживая природа, живая природа, общество (табл. 5.1).
Основными свойствами материи считаются протяженность, движение, системность, способность к самоорганизации и отражению.
1. Протяженность впервые отмечает Рене Декарт, указывая, что отличительными чертами материи является величина, т.е. трехмерное протяжение: в длину, ширину и глубину. Материя также протяженна во времени. Таким образом, под протяженностью в широком смысле слова следует понимать расположение материи как во времени, так и в пространстве.
Таблица 5.1. Уровни материи
Неживая природа | Живая природа | Общество |
Элементарные частицы | Доклеточные формы | Индивид |
Ядра | Одноклеточные организмы | Семья |
Атомы | Многоклеточные организмы | Группа |
Молекулы | Виды | Этнические общности |
Макромир | Популяции | Государства |
Планеты и их системы | Биоценозы | Союзы государств |
Галактики и их системы | Биосфера в целом | Человечество в целом |
Относительно проблемы взаимосвязи времени, пространства и материи существуют две противоположные точки зрения. Первая из них — классическая, описанная в механике Исаака Ньютона (1643—1727). Здесь время, пространство и материя рассматриваются как независимые друг от друга сущности, а отношения между ними — как отношения между различными субстанциями. Основания второй разработал в теории относительности Альберт Эйнштейн (1879—1955). Согласно теории относительности, пространство и время несамостоятельны и суть формы бытия материи. В таком случае время и пространство можно определить как формы существования материи, выражающие соответственно длительность как последовательность смены состояний (время) и трехмерность как способ сосуществования вещей (пространство).
|Если из мира изъять материю, то, согласно Ньютону, время и пространство сохранятся, а согласно Эйнштейну, они исчезнут вместе с материей. [2]
воды. В современной философии в зависимости от сферы материального мира выделяют три формы движения материи — неорганическое, органическое и социальное. К первому относится перемещение в пространстве, движение элементарных частиц, тепловые процессы и т.д. вплоть до изменения космических систем (планет, звезд, галактик). В живой природе движение проявляется в виде течения разнообразных жизненных процессов — от клеточных до биосферных. Наконец, социальное движение проявляется в форме совместной человеческой деятельности.
- 3. Системность подразумевает упорядоченность и взаимосвязь элементов целого. Материя не может существовать вне определенной организации, она всегда проявляет себя в виде материальных систем. Совокупность всех внутренних связей именуется структурой: любая система с необходимостью структурирована. Система и элемент — понятия соотносительные. Сама система может быть элементом большей системы. Так, социальная группа (например, семья) есть система, состоящая из элементов — индивидов и одновременно элемент более крупной системы — общества в целом. Собственно все обозначенные выше уровни материи — от неживой природы до общества — могут рассматриваться как особые материальные системы.
- 4. Способность к самоорганизации — неотъемлемое свойство материальных систем. Как показал бельгийский ученый Илья Романович Пригожин (1917—2003), один из основателей синергетики (науки о самоорганизации), «открытые неравновесные системы» (системы, свободно обменивающиеся с внешней средой) проявляют свойства самоорганизации, т.е. возникновения «порядка из хаоса».
В системе, вышедшей из состояния равновесия, сложно предсказать результаты любого действия. Развитие может произойти по разным вариантам: выбор варианта развития осуществляется в точке ветвления, которую называют точкой бифуркации. Даже незначительные возмущения в системе (флуктуации) способны привести всю систему в состояние резонансного возбуждения. Система, особо чувствительная к любым воздействиям, именуется диссипативной. В системе образуются аттракторы — центры, притягивающие к себе элементы и способные структурировать окружающую их среду, а затем — систему в целом. Таким образом, открытая неравновесная система в состоянии хаоса способна спонтанно порождать порядок[3].
Выводы синергетики обладают особой важностью — они разрешают проблему, поставленную классической физикой. Согласно законам термодинамики, любая система стремится к хаосу и тепловой смерти, однако в реальности материальные системы развиваются и стремятся к упорядоченности своих элементов. Следовательно, самоорганизация — важное и неотъемлемое свойство материи как системы.
- 5. Отражением называется способность системы воспроизводить в себе свойства иной материальной системы при условии взаимодействия этих систем. Отражение бывает физическим, химическим, механическим и биологическим. При этом каждый последующий вид включает все предыдущие. Последний вид отражения наиболее сложен и подразумевает в своей основе многообразные физические и химические процессы, например:
- 0 физическое отражение — на снегу или песке остаются следы ног человека, звук возвращается в виде эха, зеркальная поверхность отражает лучи света;
- 0 химическое отражение — появление изображения на фотобумаге под воздействием реактивов, катализ и т.п.;
- 0 биологическое отражение — подсолнух поворачивает свое соцветие вслед за солнцем, животное ощущает холод, запах, цвет ит.д.
Выделяют три вида биологического отражения — раздражимость, чувствительность и психическое отражение. Для материалистической философии высшим видом биологического отражения является человеческое сознание, которое понимается как способность высокоорганизованной материи отражать материю.
Многообразие материального мира представлено в виде табл. 5.2.
Таблица 5.2. Многообразие материального мира
Вид материи | Сфера материального | Свойство материи |
Вещество Поле | Неживая природа Живая природа Общество | Протяженность Движение Системность Самоорганизация Отражение |
ЧТО НЕОБХОДИМО ЗНАТЬ
- 1. Материя – философская категория, противопоставленная сознанию и охватывающая объективную реальность.
- 2. Материя структурна и выступает в многообразии различных видов, сфер и уровней. Основными свойствами материи считаются протяженность, движение, системность, способность к самоорганизации и отражению.
ЗАДАНИЯ
- 1. Назовите сферы, уровни и виды материального мира.
- 2. Кратко охарактеризуйте основные свойства материи.
Источник
Физическая наука, включающая в себя химию и физику, обычно изучает природу и свойства материи и энергии в неживых системах. Материя – это вещество вселенной. Это атомы, молекулы и ионы, которые составляют все физические вещества. Материя – это все, что имеет массу и занимает пространство.
Энергия – это то, что способно вызвать изменения. Энергию нельзя создать и ее нельзя уничтожить. Она может быть только сохранена и преобразована из одной формы в другую. Потенциальная энергия – это энергия, хранящаяся в объекте из-за его положения. Кинетическая энергия – это энергия, которая находится в движении и вызывает изменения. Любой объект или частица, которая находится в движении, имеет кинетическую энергию, основанную на ее массе и скорости. Кинетическая энергия может быть преобразована в другие виды энергии, такие как электрическая или тепловая.
Существует пять состояний вещества – твердая материя, жидкость, газ, плазма и конденсат Бозе-Эйнштейна. Основное отличие каждого состояния заключается в плотности частиц.
Агрегатные состояния вещества
Твердое вещество
В твердом теле частицы упакованы плотно, поэтому они не способны сильно двигаться. Эти частицы имеют очень низкую кинетическую энергию. Электроны каждого атома находятся в движении, поэтому атомы имеют небольшую вибрацию, но они зафиксированы в своем положении. Твердые тела имеют определенную форму и определенный объем. Частицы упакованы настолько плотно, что увеличивающееся давление не будет сжимать твердое тело до меньшего объема.
Жидкость
В жидком состоянии частицы вещества имеют большую кинетическую энергию, чем частицы твердого тела. Частицы жидкости не удерживаются в регулярном расположении, но все же еще близки друг к другу, поэтому жидкости имеют определенный объем. Жидкость, как и твердые тела, нельзя сжимать. Частицы жидкости имеют достаточно места, чтобы обтекать друг друга, поэтому жидкость имеет неопределенную форму – она способна изменить форму, чтобы соответствовать форме бутылки. Сила распространяется равномерно по всей жидкости, поэтому, когда объект помещается в нее, ее частицы смещаются объектом.
Величина выталкивающей силы равна весу жидкости, вытесненной объектом. Когда выталкивающая сила равна силе тяжести, тянущей вниз по массе объекта, объект будет плавать.
Частицы жидкости, как правило, удерживаются слабым межмолекулярным притяжением, а не перемещаются свободно, как частицы газа. Эта сила соединяет частицы вместе, образуя капли и потоки.
В апреле 2016 года ученые заявили, что было создано необычное состояние материи, которое было предсказано, но его никто и никогда не видел. Хотя этот тип материи можно было держать в руке, как если бы это был твердый объект, увеличение бы показало беспорядочные взаимодействия его электронов, более характерные для жидкости. В новой материи, называемой квантовая спиновая жидкость Китаева, электроны вступают в квантовый танец, в котором они взаимодействуют и разговаривают друг с другом. Обычно, когда вещество остывает, спин его элеронов стремится выровняться. Но в этой квантовой спиновой жидкости электроны взаимодействуют так, что они влияют на то, как вращаются другие, и никогда не выравниваются, независимо от того, насколько сильно вы охладите материал. Он будет вести себя так, как если бы его электроны, считающиеся неделимыми, разорвались на части.
Газ
Частицы газа имеют большое пространство между собой и высокую кинетическую энергию. Если его не ограничивать, то частицы будут бесконечно разбросаны, если ограничить чем-либо – газ начнет расширятся, чтобы заполнить емкость, в которую его поместили. Когда газ оказывается под давлением, за счет уменьшения объема емкости, пространство между частицами начинает сжиматься, а давление, оказываемое их столкновениями, увеличивается. Если объем емкости постоянен, но температура газа увеличивается, то давление также будет увеличиваться. Частицы газа обладают достаточной кинетической энергией для преодоления межмолекулярных сил, которые удерживают твердые частицы и жидкость вместе, поэтому газ не имеет определенного объема и не имеет определенной формы.
Плазма
Плазма не является распространенным состоянием материи на Земле, но может быть очень распространенным состоянием во вселенной. Плазма состоит из сильно заряженных частиц с чрезвычайно высокой кинетической энергией. Благородные газы, такие как гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон, часто используются для того, чтобы сделать светящиеся вывески с помощь электричества, которое ионизирует их до состояния плазмы. А звезды по существу являются перегретыми шарами плазмы.
Конденсат Бозе-Эйнштейна
В 1995 году технологии позволили ученым создать новое состояние материи – конденсат Бозе-Эйнштейна. Используя комбинацию лазеров и магнитов охладили образец рубидия до абсолютного нуля. При такой чрезвычайно низкой температуре молекулярное движение очень близко к полной остановке. Так как кинетическая энергия почти не передается от одного атома к другому, атомы начинают сжиматься вместе. Больше нет тысяч отдельных атомов, а остается один “супер атом“. Бозе-конденсат используется для изучения квантовой механики на макроскопическом уровне. Свет замедляется, проходя черед него, что позволяет изучать парадокс частицы/волны. Также он обладает многими свойствами сверхтекучей жидкости. Конденсат еще используется для моделирования условий, которые могут быть в черных дырах.
Изменение состояния
Добавление энергии к веществу приводит к физическому изменению – материя переходит из одного состояния в другое. Например, добавление тепла к жидкой воде приводит к тому, что она становится паром, а точнее меняет свое агрегатное состояние на другое – газ. Извлечение энергии также приводит к физическим изменениям, например, когда тепло удаляется, вода становится льдом, то есть твердым телом. Физические изменения также могут быть вызваны движением или давлением.
Плавление и охлаждение
Когда тепло действует на твердое тело, то частицы этого тела начинают быстрее вибрировать и двигаться дальше друг от друга. Когда при стандартном давлении достигается определенная точка – точка плавления – твердое вещество начинает превращаться в жидкость. Точку плавления чистого вещества можно определить с точностью до 0,1°С. Если вы продолжите действовать теплом на тело, то температура не превысит точку плавления, пока все вещество не станет жидким, и только после этого температура снова начнет расти. Разные соединения имеют разную точку плавления – это величина помогает лучше различать их.
Точка замерзания – это температура, при которой жидкое вещество достаточно охлаждено, чтобы стать твердым. По мере охлаждения жидкости движение частиц замедляется. Во многих веществах частицы выравниваются точными геометрическими узорами, образуя кристаллические твердые тела. Большинство жидкостей сжимаются при замерзании. Одной из важных характеристик воды является то, что она расширяется при замерзании, поэтому лед и плавает на воде.
Точка замерзания часто близка к той же температуре, как и у точки плавления, но она не считается характерной для вещества, поскольку несколько факторов могут ее изменить. Например, добавление растворенных веществ в жидкость приведет к понижению точки замерзания. Другие жидкости можно охлаждать до температур, значительно ниже их точки плавления, прежде чем они начнут твердеть. Такие жидкости называются переохлажденными и часто требуют наличие частиц пыли или кристалла для начала процесса кристаллизации.
Сублимация
Когда твердое тело превращается в газ, минуя жидкую фазу, это называется сублимация. Она происходит, когда кинетическая энергия частиц превышает атмосферное давление, окружающее вещество. Это может произойти, когда температура вещества быстро повышается и выходит за пределы точки кипения. Чаще всего вещество может быть сублимировано путем его охлаждения в условиях вакуума, так что вода в нем подвергнется сублимации и удалится. Несколько летучих веществ будут подвергаться сублимации при нормальной температуре и давлении. Наиболее известным из этих веществ является CO2 или «сухой лед».
Испарение
Испарение представляет собой превращение жидкости в газ. Преобразование происходит путем испарения или кипения.
Поскольку частицы жидкости находятся в постоянном движении, они часто сталкиваются друг с другом, передавая при этом энергию. Эта передача энергии имеет небольшое влияние под поверхностью, но, когда достаточная энергия передается частице вблизи поверхности, частица может получить достаточную энергию, чтобы полностью удалится от образца в виде частицы свободного газа. Этот процесс называется испарением, и он продолжается до тех пор, пока не закончится жидкость. Интересно то, что жидкость охлаждается по мере испарения. Энергия, передаваемая поверхностным молекулам, которая вызывает их “вылет”, выходит из оставшегося жидкого вещества.
Когда к жидкости добавляется достаточное количество тепла, чтобы пузырьки пара образовались ниже поверхности жидкости, в этот момент мы говорим, что жидкость кипит. Температура, при которой жидкость кипит, является переменной. Точка кипения зависит от давления вещества. Жидкость под высоким давлением потребует больше тепла до того, как в ней образуются пузырьки. На больших высотах давление жидкости ниже, поэтому она будет кипеть при более низкой температуре.
Конденсация и охлаждение
Конденсация – это когда газ превращается в жидкость. Конденсация происходит, когда газ охлаждается или сжимается до такой степени, что кинетическая энергия частиц больше не может преодолевать межмолекулярные силы. Начальная группа частиц инициирует процесс, который имеет тенденцию дополнительно охлаждать газ, так что конденсация продолжается. Когда газ превращается непосредственно в твердое вещество, не проходя через жидкую фазу, это называется осаждением или десублимацией. Например, при пониженных температурах водяной пар в атмосфере преобразуется в иней и лед. Мороз стремится обрисовать стебельки травы и ветки, потому что воздух, который касается этих твердых веществ, охлаждается быстрее, чем воздух, который не касается твердой поверхности.
???? ???? ????
Источник
1. Движение – способ существования материи. Движение есть всякое изменение, поэтому движение является способом существования материи или атрибутом (т.е. неотъемлемым всеобщим свойством материи). Свойства движения: движение охватывает все происходящие в мире изменения и процессы (от простого перемещения до сложных процессов в коре головного мозга и сложных социальных преобразований).
Виды движения:
• механическое движение;
• физическое движение;
• химическое движение;
• биологическое движение;
• социальное движение.
Движение материи:
• возникает из самой материи (из заложенных в ней противоположностей, их единства и борьбы);
• всеобъемлюще (движется все: отталкиваются и притягиваются атомы, микрочастицы; идет постоянная работа живых организмов — работает сердце, система пищеварения, осуществляются физические процессы; движутся химические элементы, движутся живые организмы, движутся реки, осуществляется круговорот веществ в природе, постоянно развивается общество, Земля, другие небесные тела движутся вокруг своей оси и вокруг Солнца (звезд); звездные системы движутся в галактиках, галактики – во Вселенной);
• постоянно (существует всегда; прекращение одних форм движения замещается возникновением новых форм движения). Движение также может быть:
• количественным – перенос материи и энергии в пространстве;
• качественным — изменение самой материи, перестройка внутренней структуры и возникновение новых материальных объектов и их новых качеств.
Пространство и время. Пространственными характеристиками являются положения относительно др. тел (координаты тел), расстояния между ними, углы между различными пространственными направлениями (отдельные объекты характеризуются протяжённостью и формой, которые определяются расстояниями между частями объекта и их ориентацией). Временные характеристики — “моменты”, в которые происходят явления, продолжительности (длительности) процессов. Отношения между этими пространственными и временными величинами называются метрическими. С чисто пространственными отношениями имеют дело лишь в том случае, когда можно отвлечься от свойств и движения тел и их частей: с чисто временными — в случае, когда можно отвлечься от многообразия сосуществующих объектов.
Категории пространства и времени
В истории философии существуют две точки зрения об отношении пространства и времени к материи. Первую из них можно условно назвать субстанциальной (от лат. substantia – то, что лежит в основе; сущность) концепцией. В ней пространство и время трактовались как самостоятельные сущности, существующие наряду с материей и независимо от неё. Соответственно отношение между пространством, временем и материей представлялось как отношение между двумя видами самостоятельных субстанций. Это вело к выводу о независимости свойств пространства и времени от характера протекающих в них материальных процессов.
Вторую концепцию именуют реляционной (от лат. relatio – отношение). Её сторонники понимали пространство и время не как самостоятельные сущности, а как системы отношений, образуемых взаимодействующими материальными объектами. Вне этой системы взаимодействий пространство и время считались несуществующими. В этой концепции пространство и время выступали как общие формы координации материальных объектов и их состояний. Соответственно допускалась и зависимость свойств пространства и времени от характера взаимодействия материальных систем.
3.Самоорганизация – процесс, в ходе которого создаётся, воспроизводится или совершенствуется организация сложной динамической системы. Всеобщей формой внутренних изменений, на основе которых происходит самоорганизация, является так называемая флуктуация — постоянно присущие материи случайные колебания и отклонения.
В результате данных спонтанных изменений и отношений (флуктуаций) существующие связи между элементами материи изменяются, а также появляются новые связи — материя приобретает новое состояние, так называемую “диссипативную структуру”, которая отличается неустойчивостью. Дальнейшее развитие возможно по двум вариантам:
1) “диссипативная структура” укрепляется и окончательно превращается в новый вид материи, но только при условии энтропии — притока энергии из внешней среды — и затем развивается по динамическому типу;
2) “диссипативная структура” распадается и гибнет – либо в результате внутренней слабости, неестественности, непрочности новых связей, либо из-за отсутствия энтропии — притока энергии из внешней среды.
4.Отражение— категория гносеологии, выступающая в качестве фундаментальной для материалистической традиции когнитивного оптимизма. Отражение характеризует способность материальных объектов в процессе взаимодействия с другими объектами воспроизводить в своих изменениях некоторые особенности и черты воздействующих на них явлений.
Виды Отражения:
• физическое;
• химическое;
• механическое
•биологическое
Биологический вид включает в себя стадии:
• раздражимость – способность живых организмов реагировать на внешние воздействия изменениями, которые могут включать в себя широкий репертуар реакций, начиная с диффузных реакций протоплазмы у простейших и кончая сложных, высокоспециализированных реакций человека.;
• чувствительность – способность объекта реагировать определённым образом на определённое малое воздействие, а также количественная характеристика этой способности:
• психическое отражение – способность организма реагировать не на непосредственно жизненно значимый раздражитель, а на другой, который сам по себе нейтрален, но несет в себе информацию о присутствии жизненно значимого воздействия..
2.4. Основные характеристики материи.
К характеристикам материи относятся, в первую очередь, движение, пространство и время, являющиеся атрибутами материи, т.е. тем, что обеспечивает их бытие. Далее. Материя вечна и бесконечна. Это означает, что она никогда не имела начала во времени и пространстве и не будет иметь конца. Принцип неуничтожимости и несотворимости материи и движения является следующим свойством материи. Этот принцип конкретно реализуется в многочисленных законах сохранения. Важным свойством материи является способность к взаимопревращению различных видов материи друг в друга.
Отсюда следует, что отдельные виды материи могут исчезнуть, но при этом в определенном количественном соотношении появляются другие ее виды. И этот процесс бесконечен. О свойстве неисчерпаемости материи мы уже говорили.
Наконец, материя характеризуется противоречивостью, единством прерывного и непрерывного, единством конечного и бесконечного, абсолютностью и относительностью и т.д
Источник