Temeljni element študija velikega števila naravoslovnih znanosti je materija. V tem članku bomo obravnavali pojem, vrste snovi, oblike njenega gibanja in lastnosti.
Kaj je zadeva?
Veliko stoletij se je koncept materije spreminjal in izboljševal. Tako ga je starogrški filozof Platon videl kot substrat stvari, ki nasprotuje njihovi zamisli. Aristotel je rekel, da je nekaj večnega, česar ni mogoče ustvariti niti uničiti. Kasneje sta filozofa Demokrit in Levkip materijo opredelila kot nekakšno temeljno snov, ki sestavlja vsa telesa v našem svetu in vesolju.
Sodoben koncept materije je dal V. I. Lenin, po katerem je samostojna in neodvisna objektivna kategorija, ki se izraža s človeško percepcijo, občutki, lahko jo je tudi kopirati in fotografirati.
Atributi snovi
Glavne značilnosti snovi so tri značilnosti:
- vesolje.
- Čas.
- Gibanje.
Prva dva se razlikujeta po meroslovnih lastnostih, torej ju je mogoče kvantitativno izmeriti s posebnimi instrumenti. Prostor se meriv metrih in njegovih izpeljankah ter čas v urah, minutah, sekundah, pa tudi v dnevih, mesecih, letih itd. Čas ima tudi drugo, nič manj pomembno lastnost – nepovratnost. Nemogoče se je vrniti v katero koli začetno časovno točko, časovni vektor ima vedno enosmerno smer in se premika iz preteklosti v prihodnost. Za razliko od časa je prostor bolj zapleten koncept in ima tridimenzionalno dimenzijo (višina, dolžina, širina). Tako se lahko vse vrste snovi premikajo v prostoru za določen čas.
Oblike gibanja snovi
Vse, kar nas obdaja, se premika v prostoru in medsebojno deluje. Gibanje poteka neprekinjeno in je glavna lastnost, ki jo imajo vse vrste snovi. Medtem lahko ta proces poteka ne le med interakcijo več predmetov, ampak tudi znotraj same snovi, kar povzroči njene spremembe. Razlikujejo se naslednje oblike gibanja snovi:
Mehansko je gibanje predmetov v prostoru (jabolko, ki pade z veje, zajec, ki teče)
- fizično - pojavi se, ko telo spremeni svoje značilnosti (na primer stanje agregacije). Primeri: sneg se topi, voda izhlapi itd.
- Kemična - sprememba kemične sestave snovi (korozija kovin, oksidacija glukoze)
- Biološki - poteka v živih organizmih in označuje vegetativno rast, presnovo, razmnoževanje itd.
- Družbena oblika - procesisocialna interakcija: komunikacija, srečanja, volitve itd.
- Geološki - označuje gibanje snovi v zemeljski skorji in črevesju planeta: jedro, plašč.
Vse zgornje oblike materije so med seboj povezane, komplementarne in zamenljive. Ne morejo obstajati sami in niso samozadostni.
Lastnosti zadeve
Starodavna in sodobna znanost sta materiji pripisovali številne lastnosti. Najpogostejše in očitno je gibanje, vendar obstajajo še druge univerzalne lastnosti:
- Je neustvarljiva in neuničljiva. Ta lastnost pomeni, da vsako telo ali snov obstaja nekaj časa, se razvija, preneha obstajati kot prvotni predmet, vendar materija ne preneha obstajati, ampak se preprosto spremeni v druge oblike.
- Ona je večna in neskončna v vesolju.
- Nenehno gibanje, preoblikovanje, modifikacija.
- Predestinacija, odvisnost od generirajočih dejavnikov in vzrokov. Ta lastnost je neke vrste razlaga nastanka snovi kot posledica določenih pojavov.
Osnovne vrste zadev
Sodobni znanstveniki razlikujejo tri temeljne vrste snovi:
- Snov, ki ima določeno maso v mirovanju, je najpogostejša vrsta. Lahko je sestavljen iz delcev, molekul, atomov, pa tudi njihovih spojin, ki tvorijo fizično telo.
- Fizično polje je posebna materialna snov, ki je zasnovana tako, da zagotavlja interakcijo predmetov (snov).
- Fizični vakuum - je materialno okolje z najnižjo stopnjo energije.
Naprej si oglejmo vsako od vrst podrobneje.
Snov
Snov je neke vrste materija, katere glavna lastnost je diskretnost, torej diskontinuiteta, omejenost. Njegova struktura vključuje najmanjše delce v obliki protonov, elektronov in nevtronov, ki sestavljajo atom. Atomi se združijo v molekule in tvorijo snov, ki nato tvori fizično telo ali tekočo snov.
Vsaka snov ima številne individualne značilnosti, ki jo razlikujejo od drugih: masa, gostota, vrelišče in tališče, struktura kristalne mreže. Pod določenimi pogoji je mogoče različne snovi kombinirati in mešati. V naravi se pojavljajo v treh agregacijskih stanjih: trdnem, tekočem in plinastem. V tem primeru specifično agregacijsko stanje ustreza le pogojem vsebnosti snovi in intenzivnosti molekularne interakcije, ni pa njena individualna značilnost. Torej lahko voda pri različnih temperaturah prevzame tekočo, trdno in plinasto obliko.
fizično polje
Vrste fizične snovi vključujejo tudi takšno komponento, kot je fizično polje. To je neke vrste sistem, v katerem medsebojno delujejo materialna telesa. Polje ni samostojen objekt, temveč nosilec specifičnih lastnosti delcev, ki so ga oblikovali. Tako je zagon, ki se sprosti iz enega delca, vendar ga drugi ne absorbira, atributpolja.
Fizična polja so resnične nematerialne oblike snovi, ki imajo lastnost kontinuitete. Lahko jih razvrstimo po različnih kriterijih:
- Odvisno od naboja, ki tvori polje, obstajajo: električna, magnetna in gravitacijska polja.
- Po naravi gibanja nabojev: dinamično polje, statistično (vsebuje nabite delce, ki so nepremični drug glede drugega).
- Po fizični naravi: makro- in mikropolja (ustvarjena s gibanjem posameznih nabitih delcev).
- Odvisno od okolja obstoja: zunanje (ki obdaja nabite delce), notranje (polje v materiji), true (skupna vrednost zunanjih in notranjih polj).
Fizični vakuum
V 20. stoletju se je izraz "fizični vakuum" pojavil v fiziki kot kompromis med materialisti in idealisti za razlago nekaterih pojavov. Prvi so mu pripisovali materialne lastnosti, drugi pa so trdili, da vakuum ni nič drugega kot praznina. Sodobna fizika je ovrgla sodbe idealistov in dokazala, da je vakuum materialni medij, imenovan tudi kvantno polje. Število delcev v njem je enako nič, kar pa ne preprečuje kratkotrajnega pojava delcev v vmesnih fazah. V kvantni teoriji se energijska raven fizičnega vakuuma pogojno vzame kot minimum, torej enak nič. Vendar je bilo eksperimentalno dokazano, da lahko energijsko polje prevzame tako negativne kot pozitivne naboje. Obstaja hipoteza, daVesolje je nastalo ravno v pogojih vzbujenega fizičnega vakuuma.
Struktura fizičnega vakuuma še ni v celoti raziskana, čeprav je znanih veliko njegovih lastnosti. Po Diracovi teoriji lukenj je kvantno polje sestavljeno iz gibljivih kvantov z enakimi naboji, sestava samih kvantov ostaja nejasna, katerih grozdi se premikajo v obliki valovnih tokov.
