Основният елемент от изучаването на огромния брой природни науки е материята. В тази статия ще разгледаме понятието, видовете материя, формите на нейното движение и свойствата.
Какво е материята?
В продължение на много векове концепцията за материята се променя и подобрява. Така древногръцкият философ Платон го вижда като субстрат на нещата, което се противопоставя на тяхната идея. Аристотел е казал, че това е нещо вечно, което не може нито да бъде създадено, нито унищожено. По-късно философите Демокрит и Левкип определят материята като вид фундаментална субстанция, която изгражда всички тела в нашия свят и във Вселената.
Съвременната концепция за материята е дадена от В. И. Ленин, според която тя е независима и независима обективна категория, изразяваща се чрез човешкото възприятие, усещания, тя също може да бъде копирана и фотографирана.
Атрибути на материята
Основните характеристики на материята са три характеристики:
- Пространство.
- Време.
- Движение.
Първите две се различават по метрологични свойства, тоест могат да бъдат количествено измерени със специални инструменти. Пространството се измервав метри и производните му, а времето в часове, минути, секунди, както и в дни, месеци, години и пр. Времето има и друго, не по-малко важно свойство – необратимост. Невъзможно е да се върнете към която и да е начална времева точка, времевият вектор винаги има еднопосочна посока и се движи от миналото към бъдещето. За разлика от времето, пространството е по-сложна концепция и има триизмерно измерение (височина, дължина, ширина). Така всички видове материя могат да се движат в пространството за определен период от време.
Форми на движение на материята
Всичко, което ни заобикаля, се движи в пространството и взаимодейства едно с друго. Движението става непрекъснато и е основното свойство, което притежават всички видове материя. Междувременно този процес може да протича не само по време на взаимодействието на няколко обекта, но и в самата субстанция, причинявайки нейните модификации. Различават се следните форми на движение на материята:
Механично е движението на обекти в пространството (ябълка, падаща от клон, бягащ заек)
- Физически - възниква, когато тялото промени характеристиките си (например състоянието на агрегация). Примери: снегът се топи, водата се изпарява и т.н.
- Chemical - модификация на химичния състав на веществото (корозия на метал, окисление на глюкоза)
- Биологично - осъществява се в живите организми и характеризира вегетативния растеж, метаболизъм, размножаване и т.н.
- Социална форма - процесисоциално взаимодействие: комуникация, провеждане на срещи, избори и др.
- Геоложки - характеризира движението на материята в земната кора и недрата на планетата: ядро, мантия.
Всички горепосочени форми на материя са взаимосвързани, допълващи се и взаимозаменяеми. Те не могат да съществуват сами и не са самодостатъчни.
Свойства на материята
Древната и съвременната наука приписва много свойства на материята. Най-често срещаното и очевидно е движението, но има и други универсални свойства:
- Тя е несъздаема и неразрушима. Това свойство означава, че всяко тяло или субстанция съществува известно време, развива се, престава да съществува като оригинален обект, но материята не престава да съществува, а просто се превръща в други форми.
- Тя е вечна и безкрайна в пространството.
- Постоянно движение, трансформация, модификация.
- Предопределение, зависимост от генериращи фактори и причини. Това свойство е един вид обяснение за произхода на материята като следствие от определени явления.
Основни видове материя
Съвременните учени разграничават три основни типа материя:
- Вещество, което има определена маса в покой, е най-често срещаният тип. Може да се състои от частици, молекули, атоми, както и техните съединения, които образуват физическо тяло.
- Физическото поле е специална материална субстанция, която е предназначена да осигури взаимодействието на обекти (вещества).
- Физически вакуум - е материалната среда с най-ниско ниво на енергия.
След това нека разгледаме по-отблизо всеки от видовете.
Вещество
Субстанцията е вид материя, чието основно свойство е дискретност, тоест прекъснатост, ограниченост. Неговата структура включва най-малките частици под формата на протони, електрони и неутрони, които изграждат атома. Атомите се комбинират, за да образуват молекули, образувайки материя, която от своя страна образува физическо тяло или течна субстанция.
Всяко вещество има редица индивидуални характеристики, които го отличават от другите: маса, плътност, точка на кипене и топене, структура на кристалната решетка. При определени условия различни вещества могат да се комбинират и смесват. В природата те се срещат в три агрегатни състояния: твърдо, течно и газообразно. В този случай специфичното агрегатно състояние отговаря само на условията на съдържанието на веществото и интензивността на молекулярното взаимодействие, но не е негова индивидуална характеристика. Така че водата при различни температури може да приеме течна, твърда и газообразна форма.
Физическо поле
Видовете физическа материя също включват такъв компонент като физическо поле. Това е един вид система, в която взаимодействат материалните тела. Полето не е самостоятелен обект, а по-скоро е носител на специфичните свойства на частиците, които го образуват. По този начин импулсът, освободен от една частица, но неусвоен от друга, е атрибутполета.
Физическите полета са реални нематериални форми на материя, които имат свойството на непрекъснатост. Те могат да бъдат класифицирани според различни критерии:
- В зависимост от образуващия поле заряд има: електрически, магнитни и гравитационни полета.
- По естеството на движението на зарядите: динамично поле, статистическо (съдържа заредени частици, които са неподвижни една спрямо друга).
- По физическа природа: макро- и микрополета (създадени от движението на отделни заредени частици).
- В зависимост от средата на съществуване: външна (която заобикаля заредени частици), вътрешна (поле вътре в материята), истинна (обща стойност на външни и вътрешни полета).
Физически вакуум
През 20-ти век терминът "физически вакуум" се появява във физиката като компромис между материалисти и идеалисти за обяснение на някои явления. Първите му приписват материални свойства, докато вторите твърдят, че вакуумът не е нищо друго освен празнота. Съвременната физика опроверга преценките на идеалистите и доказа, че вакуумът е материална среда, наричана още квантово поле. Броят на частиците в него е равен на нула, което обаче не пречи на краткотрайната поява на частици в междинни фази. В квантовата теория енергийното ниво на физическия вакуум се приема условно за минимум, тоест равно на нула. Експериментално обаче е доказано, че енергийното поле може да поема както отрицателни, така и положителни заряди. Има хипотеза, чеВселената е възникнала точно в условията на възбуден физически вакуум.
Структурата на физическия вакуум все още не е напълно проучена, въпреки че много от неговите свойства са известни. Според теорията на дупките на Дирак, квантовото поле се състои от движещи се кванти с еднакви заряди, като съставът на самите кванти остава неясен, чиито струпове се движат под формата на вълнови потоци.
