Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!

 

 

 

 


«Философское понятие материи. Закон сохранения материи»

/ Общая философия
Конспект, 

Оглавление

§1. Корпускулярно-волновой дуализм, соотношение неопределенностей и вероятностный характер законов микромира 

 

    В классической физике выделяют в качестве форм существования ма­терии вещество и поле. Первое состоит из частиц – протонов, нейтронов, электронов. Второе распределено по всему пространству в виде волн – звуковых, электромагнитных и т.п.

    Квантовая физика эту принципиальную разницу между частицами и волнами уничтожает. Любая частица проявляет волновые свойства, а поле квантовано и существует в виде дискретных порций. которые можно отож­дествить с частицами.

    Однако квантовая механика как наука – это не просто новое направле­ние в изучении микромира. Это новая философия. новое отношение к действительности; можно сказать, что квантовая механика, появившись вначале века, к его концу триумфальным маршем прошла по всем наукам, везде найдя новые, нетривиальные решения старых проблем и, разумеется, поставив новые. Причем большое значение в развитии этого фундамен­тального направления науки сыграли принцип неопределенности к прин­цип дополнительности.

    Одно из фундаментальных положений современной квантовой теории гласит, что характеризующие физическую систему так называемые допол­нительные физические величины (например, координата и импульс) не могут одновременно быть измерены с одинаковой точностью. Поскольку само измерение одной из величин приведет к изменению характеристики другой. Этот принцип неопределенности, выдвинутый немецким физиком В. Гейзенбергом (1901–1976), отражает двойственную. корпускулярно-вол­новую природу частиц материи (электрона, протона и т.д.). Принцип неопределенности представляет собой фунда­ментальное положение квантовой теории, состоящее в том, что характеризующие физическую систему так называемые дополнительные физические величины (например, коорди­ната и импульс) не могут одновременно принимать точные значения. Он отражает, как уже отмечено выше, двойственную корпускулярно-вол­новую природу элементарных частиц и теоретико-вероятно­стное, статистическое описание их взаимодействий. По­грешности, неточности, ошибки при одновременном оп­ределении в эксперименте дополнительных величин связаны соотношением неопределенностей.

    Мерой не­определенности одновременного знания этих величин является постоянная Планка, названной в честь Макса Карла Эрн­ста Людвига Планка (1858–1947) – одна из наиболее фундаментальных физических констант. Произведение ошибок в измерении любых дополнительных величин (импульса и координаты, энергии и времени и пр.) не могут быть меньше постоян­ной Планка.

    Свой принцип Гейзенберг объяснял на примере гипотетического мик­роскопа. допустим, нам необходимо установить координату электрона: для этого его пришлось бы осветить, направив на него пучок фотонов. Но фотоны, соударяясь с ним и передавая часть своей энергии. изменят тем самым его импульс на какую-то величину. В результате мы измерим точную координату частицы, но ее импульс окажется измененным. Большинство экспериментов действительно содержат возмущающие измерения. Однако причина здесь глубже, и специально поставленный в 1991 г. группой Мандела в Рочестерском университете эксперимент показал, что и без прямого физического вмешательства фотон можно заставить вести себя то как волну, то как частицу: принципиально важно даже не определение, а сама возможность определить, по какому из маршрутов сигнальные фотоны пришли к своему детектору.   

    Сформулированный Н. Бором принцип дополнительности состоит в том, что при экспериментальном исследовании микрообъек­тов могут быть получены точные данные либо об их энергиях и импульсах, либо о поведении в пространстве и времени. Эти взаимоисключающие картины (энергетически-импульсная и пространственно-временная) по­лучаемые при взаимодействии микрообъектов с соответствующими изме­рительными приборами, “дополняют” друг друга.

    Принцип дополнительности представляет собой одну из самых глубоких естественнонаучных идей нашего времени. До Бора было известно, что несовместимость двух (разного типа) приборов непременно влечет за со­бой разность и противоречивость свойств, измеряемых с их помощью. Бор же, отрицая такое суждение, объяснил, что свойства эти несомненно не­совместимы, но для полного описания какого-либо квантового объекта оба они одинаково необходимы я поэтому не только не противоречат, но и дополняют друг друга. Они могут быть определены только друг через дру­га, а не взятые в отдельности. Попросту говоря, они вообще не существуют порознь. Сам по себе принцип дополнительности представляет собой не только естественнонаучную идею, но и философскую категорию, встре­чающуюся с древнейших времен. Еще в Древнем Китае возникла филосо­фия Дао, основанная на принципе единства “инь-ян”, дополняющих друг друга противоположностей; аналогичные утверждения встречаются и в выс­казываниях философов Древней Греции. Так, Аристотель говорил, что “гар­мония – это смешение и сочетание противоположностей”. Однако и се­годня многие верят, что волны или частицы – нечто реальное. Настоящее положение дел сложнее: перед нами нечто, не имеющее никакой опреде­ленной формы, пока, в зависимости от условии опыта, оно не повернется к нам либо одной. либо другой стороной, но никогда – сразу обеими.

 


§2. Философское понятие материи. Закон сохранения материи

 

    “Материя” – одно из фундаментальнейших понятий философии. Однако в различных философских системах его содержание понимается по разному. Чтобы понять это необходимо проследить развитие понятия “материя” в историческом контексте.

    Понятие “материя” прошло несколько этапов в своем историческом развитии. Первый этап – этап наглядно-чувственного ее представле­ния. В ранних древнегреческих философских учениях (Фалеса, Анак­симена, Гераклита и др.) в основу мира полагались те или иные природные стихии: вода, воздух, огонь и т.п. Все существующее счи­талось модификацией этих стихий (а не верно ли, в известном отно­шении, что все существующее ныне на Земле, в том числе и человечество, человек, из огня, если принять, что планета Земля произошла из газово-раскаленной, огненной туманности?).

    Второй этап – этап вещественно-субстратного представления о материи. Материя отождествлялась с веществом, с атомами, с комп­лексом их свойств, в том числе свойством неделимости. Наибольшего развития такое физикалистское (сциентистское) понимание материи достигло в трудах французских материалистов XVIII столетия Ламетри, Гельвеция, Гольбаха.

    Третий этап – философско-гносеологическое представление о ма­терии. Сформировавшись в условиях кризиса вещественно-субстрат­ного понимания материи в начале ХХ столетия, оно развивалось в русле марксистского мировоззрения в разных странах и прежде всего в СССР.

    Четвертый этап – этап философского субстанциально-аксиологи­ческого представления о материи. Зародившись примерно в середине этого столетия как реакция на сведение понятия материи лишь к одному ее свойству – “объективной реальности” (как это утверждалось гносео­логистами) данное представление увидело в материи систему многих атрибутов.

    Для идеалисти­ческой философии, например, характерно то, что она или совсем отвергает существование материи или отри­цает ее объективность. Так, выдающийся древнегрече­ский философ Платон рассматривает материю как про­екцию мира идей. Сама по себе материя у Платона Ни­что. Для того, чтобы превратиться в реальность, в ней должна воплотиться какая-нибудь идея.

    У последователя Платона, Аристотеля, материя тоже существует лишь как возможность, которая превраща­ется в действительность только в результате соединения ее с какой-либо формой. Формы же в конечном итоге берут свое начало от Бога.

    У Г. Гегеля материя появляется в результате дея­тельности абсолютной идеи, абсолютного духа. Именно абсолютный дух, идея порождают материю.

    В субъективно-идеалистической философии Дж. Беркли открыто заявляется о том, что материи нет, и ее ни­кто никогда не видел, что, если изгнать это понятие из науки, то этого никто и не заметит, ибо оно ничего не означает. Он писал, что можно употреблять понятие “ма­терия”, если уж очень хочется, но только как синоним слова “ничто”. Для Беркли существовать – это быть потенциально воспринимаемым. На вопрос о том, суще­ствовала ли природа до человека, Беркли ответил бы – да, в сознании Бога. Другие представители субъектив­ного идеализма (Э. Max, P. Авенариус и др.) открыто не отрицают существование материи, но сводят ее к “со­вокупности (комплексам) ощущений”. Материя, вещь, предмет, по их мнению, – это комплекс ощущений че­ловека. Именно ощущения человека создают, констру­ируют их.

    В материалистической философии также существуют разные представления о материи. Правда, для всех фи­лософов-материалистов характерно признание за материей ее объективного, независимого от сознания (ощу­щений) существования.

    Уже древние философы (китайские, индийские, гре­ческие) в качестве материи рассматривали какое-либо наиболее распространенное чувственно-конкретное веще­ство, которое они считали первоосновой всего существу­ющего в мире. Такой подход к определению материи мо­жет быть назван субстанциональным, ибо его суть со­ставляла поиск основы (субстанции) мира. Так, напри­мер, древнегреческий философ Фалес из Милета (нача­ло и середина VI в. до н.э.) считал, что все произошло из воды. Даже земля, по его мнению плавает на воде, подобно куску дерева. “Греческая фило­софия начинается, по-видимому, с нескладной мысли – с по­ложения, будто вода первоначало и материнское лоно всех ве­щей”, – писал Ф. Ницше.1 Представитель той же Милетской школы философ Анаксимен, утверждал, что все вещи происходят из воздуха, за счет его разряжения, или сгущения (воздушные испарения, подымаясь вверх и раз­ряжаясь, превращаются в огненные небесные светила и, наоборот, твердые вещества – земля, камни и т.д. – есть не что иное, как сгустившийся и застывший воз­дух). Воздух находится в непрестанном движении. Если бы он был недвижим, мы его бы никак не воспринима­ли, когда он движется, он дает о себе знать в виде вет­ра, облаков, пламени. Это значит, – учит Анаксимен, что все вещи суть модификации воздуха, и следователь­но, воздух есть всеобщий субстрат вещей.

    Гераклит из Эфеса, первоосновой всего сущего счи­тал огонь – подвижное начало, подчиняю­щееся внутреннему закону – логосу: “этот космос, один и тот же для всего существующего, не создал никакой бог и никакой человек, но всегда он был, есть и будет вечно живым огнем, ме­рами загорающимся и мерами потухающим”.2 Огонь – и первовещество, и разум, и закон, поскольку них основе лежит “за­кономерное беспокойство” огня. Кстати, огонь у Гераклита – это и образ вечного движения. “Этот космос, – доказывал он, – один и тот же для всех, не создал никто из богов и никто из людей, но он всегда был, есть и будет вечно живым огнем, мерно возгорающимся и мерно угасаю­щим”.3

    Конечно, трудно было представить, что в основе раз­нообразия, вещей и процессов находится что-то одно. Поэтому впоследствии философы стали рассматривать в качестве первоосновы мира (материи) несколько ве­ществ сразу. Так, например, Эмпедокл (V в. до
н.э.) говорил о 4-х элементах, как о “конях всех вещей”: огне, воздухе (эфире), воде и земле. Эти корни вечны, неизменны, не могут ни возникать из чего-либо друго­го, ни переходить друг в друга. Все прочие вещи полу­чаются в результате соединения этих элементов в опре­деленных пропорциях. Другой древнегреческий философ Анаксагор учил, что мир состоит из бесконечного числа “семян” – делимых до бесконечности частиц. В каж­дой вещи есть частица каждой другой, в белом заклю­чено черное, в черном – белое, в тяжелом – легкое и т.д. Жизнь мира, – подчеркивал Анаксагор, – есть процесс. Оценивая эти взгляды Анаксагора, нельзя не видеть, что его философия практически подготовила атомистический материализм.

    Атомистический материализм связан с именами древнегреческих философов Левкиппа и Демокрита (IV в. до н.э.). Материя отождествлялась ими с бес­структурными атомами (атом в переводе с греческого означает “неделимый”). По Демокриту, бытие склады­вается из движущихся в пространстве атомов и пусто­ты. Атомы геометричны (например, душа состоит из круглых атомов), не подвергаются никакому воздействию извне, неспособны ни к какому изменению, они вечны и неуничтожимы. Они обладают определенным раз­мером, массой, могут сталкиваться, ударяясь друг о друга. Глазу атомы совершенно не видимы, – замечал Демокрит, но, однако, они могут быть вполне видимы­ми в умственном смысле. Жизнь, с точки зрения Демо­крита, – это соединение атомов, смерть – их разло­жение. Душа тоже смертна, ибо ее атомы могут разла­гаться, – учил Демокрит. Другими словами атом - это вещественная неделимая частица, абсолют­но плотная, непроницаемая, не воспринимаемая нашими чув­ствами, вечная, неизменная. Внутри атома не происходит ни­каких изменений, он соответствует характеристикам бытия.. Внешне атомы отличаются друг от дру­га по форме, порядку и положению: бесконечное число форм обеспечивает бесконечное разнообразие мира. Атомы реально не соприкасаются, их разделяет пустота – небытие. Небытие, следовательно, такой же принцип возникновения многообра­зия мира, как и бытие. Но бытие и небытие не сливаются в одно, не переходят друге друга. Мир чувственно воспринимаемых вещей несет в себе как небытие, так и бытие.1

    Таким образом, в центре внимания первых греческих философов стоит проблема первоначала. Вода Фале­са, воздух Анаксимена, огонь Гераклита не есть просто источ­ник всего существующего многообразия мира. Не только все происходит из воды, но все также и есть вода в своей сущности. Первоначало есть субстанция – источник всего существующе­го и его сущность; мир един, несмотря на видимое многообра­зие. “Вода”, “воздух”, “огонь” лишены чувственной конкрет­ности, это своего рода “мыслеобразы”, метафоры идеи единства. Единое не является непроницаемым для разума, поскольку оно “саморазумное” или сверхразумно. “Стихии” первовещества –это не подобия мертвых физических тел, это идеи единства мира, облеченные в чувственную оболочку, это формы жизни космического разума. Поэтому оценка первых философов как “стихийных материалистов” не совсем верна. В вещественной оболочке живут идеи, еще не отделившиеся в сознании филосо­фа от материального мира. Связь человека – носителя разума – с разумным как всеобщим, закономерным в природе за­меняет примитивный антропоморфизм взаимоотношений человека с природой как маскарадом человекоподобных богов.

    Взгляд на материю как на бесчисленное множество атомов, без каких-либо заметных изменений, сохранял­ся в различных школах философского материализма вплоть почти до начала ХХ века. Отождествление мате­рии с веществом (и с неделимыми атомами в его осно­ве) был характерен и для французских материалистов XVIII века, и для Л. Фейербаха. Интересно, что и Ф. Эн­гельс, основываясь на позициях атомистического мате­риализма, вместе с тем в ответе на вопрос: существует ли материя как таковая, писал, что реально существует материя лишь в виде конкретных форм, объектов и не существует материи как бесструктурной первоматерии, не изменяемой формы всех форм.

    В конце ХIХ и начале ХХ века в естествознании, особенно в физике был сделан ряд выдающихся открытий, которые опровергали сложившиеся прежде представле­ния о материи и ее свойствах. Были открыты рентгенов­ские лучи, радиоактивное излучение урана (А. Бекке­рель, П. Кюри, М. Складовская-Кюри), электрон (Д. Томсон). М. Планком была создана  теория квантов, энергии микрообъектов, А. Эйнштейн вскрыл количест­венную связь между массой тел и энергией связи их атомов.

    Все это привело к коренному пересмотру прежних устоявшихся представлений о строении материи. Рухну­ло основное положение атомистического материализма о неделимости, неизменности и о неуничтожимости ато­ма, что послужило поводом для опровержения матери­ализма в свете новейших выводов естествознания. Так, например, известный французский физик Анри Пуанка­ре писал, что “великий революционер радий” подорвал принцип сохранения энергии, а электронная теория све­ла на нет принцип сохранения массы. В результате он приходит к выводу, что все старые принципы физики разгромлены, поэтому ее положения не соответствуют действительности, а являются лишь продуктами чело­веческого сознания.

    Одним из атрибутов материи является ее несотворимость и неуничтожимость, что проявляется в совокупности многих естественнонаучных законов сохранения материи в процессе ее изменения. Процесс изменения форм и состоянии материаль­ной субстанции практически не ограничен. Так, физика откры­ла всеобщую превращаемость элементарных частиц, а также видов движения материи. Например, механическое движение вследствие трения приводит к накоплению внутренней энер­гии тела, к усилению теплового движения его молекул. Это движение, в свою очередь, может превратиться в электромаг­нитное и химическое. В микромире частицы вещества прев­ращаются в излучение и, наоборот, полевые процессы могут привести к возникновению вещества. Однако в процессе всех этих взаимных превращений материя сохраняется как суб­станция – основа всех изменений.

    Закон сохранения и превращения материи гласит: какие бы процессы превращения ни происходили в мире, общий субстанциальный баланс материи остается неизменным.1 Ве­щество может превратиться в другое вещество, поле – в другое поле, вещество – в поле,
поле – в вещество, но никогда эта цепочка взаимных превращений не может оборваться в ничто. Материя не может произойти из ничего и не может в это ни­что превратиться.

    Тезис о том, что в связи с новыми открытиями физики материя исчезла, был правомерно оспорен В.И. Ле­ниным, защищавшим философский материализм. Харак­теризуя подлинный смысл выражения “материя исчезла”, В.И. Ленин показывает, что исчезает не материя, а тот предел, до которого мы знали материю, что то исчез­новение материи, о котором говорят некоторые ученые и философы, не имеет отношения к философско­му представлению о материи, ибо нельзя смешивать фи­лософское понятие (термин) материя с естественнонаучными представлениями о материальном мире. С раз­витием естествознания происходит смена одного научно­го представления о мире (материи) другим, более глу­боким и основательным. Однако такая смена конкрет­ных научных представлений не может опровергнуть смысл и значение философского понятия (категории) “материя”, которая служит для обозначения объектив­ной реальности, данной человеку в его ощущениях и су­ществующей независимо от них.

    Рассматривая материю, как философскую кате­горию, обозначавшую объективную реальность, В.И. Ленин тем самым продолжает материалистическую линию в философии. В его определении нет подведения категории “материя” под более широкое понятие, ибо такого понятия просто не существует. В этом смысле по­нятия “материя” и “объективная реальность” – синонимы. Материя противопоставляется сознанию, при этом подчеркивается объективность, как независимость ее су­ществования от сознания. Именно это свойство: суще­ствовать до, вне и независимо от сознания определяет смысл и значение философско-материалистического пред­ставления о материи. Философская трактовка материи обладает признаком всеобщности и обозначает всю объ­ективную реальность. При таком понимании материи нет и не может быть ссылок на физические свойства мате­рии, знание о которых относительно. 

    Принцип сохранения материи, так же как и принцип мате­риального единства мира, при своем логическом развертыва­нии приводит к утверждению двух других основных прин­ципов диалектики – всеобщей связи и развития. Любой объект возникает, развивается, функционирует и гибнет лишь в связи с другими объектами. Рождение вещи означает не абсолютное рождение ее из ничего, а возникновение из другой вещи. Также и разрушение означает лишь ее превращение в другую вещь. Гибель частного, по словам А.И. Герцена, – исполнение той же необходимости, той же игры жизни, как возникновение его; она не жалеет об нем потому, что из ее широких объятий ничего не может утратиться, как ни изменяйся. Материальная суб­станция во всех этих превращениях, рождениях и разрушениях остается незыблемой, то есть не возникающей и не исчезающей. Изменение материи осуществляется лишь в связи с ее сохране­нием, сохранение же выявляется лишь в процессе изменения ее форм.

    Принцип несотворимости и неуничтожимости материи имеет большое мировоззренческое и методологическое значение. Он позволяет глубже и полнее понять процессы, происходящие в различных сферах реальности, и продолжает оставаться ведущим при формировании новейших гипотез о происхождении Вселенной.

    Споры вокруг принципа сохранения, несотворимости и не­уничтожимости материи вспыхнули с новой силой после того, как на смену идеи стационарности Вселенной, идеи, которая господствовала в науке, пришла идея изменяющейся Вселенной, рассматриваемой теперь не как статичная система, а как дина­мичный процесс изменения с постоянными переходами одного вида материи в другой. Поскольку идея развития как нельзя лучше сочетается с принципами материального единства мира и сохранения материи, постольку сама по себе идея постоян­ного изменения Вселенной не могла вызвать возражений. Споры вызвала не идея развития. а момент начала этого раз­вития (происхождение Вселенной) и момент его конца (гибель Вселенной). Причем сначала возникли с поры вокруг теорий гибели Вселенной, например, в результате рассеивания вещества в безграничном пространстве и лишь затем – споры вокруг теории возникновения Вселенной в результате так называемого большого Взрыва. Если в первом случае некоторые ученые увидели теоретическую возможность уничтожения материи, то во втором – стал рассматриваться вопрос о сотворимости возникновении материи “практически из ничего”. Рассмотрим обе эти версии подробней.

    Сначала о теории исчезновения вещества Вселенной. Все­ленная, говорит английский астроном Дж. Джинс, живет своей жизнью и идет по дороге от рождения к смерти так же, как и все мы; наука не знает другого изменения, кроме перехода к старости, и никакого другого процесса, кроме движения к могиле. Мы видим, что звезды беспрестанно растворяются в радиации так же вечно и непрерывно, как ледяная гора тает в теплом море. Солнце сейчас весит на много биллионов тонн меньше, чем это было месяц назад. Так как другие звезды тают таким же образом, то и Вселенная в целом является теперь менее вещественной. Не только количество вещества уменьшается во Вселенной, но и то, что осталось, непрерывно разбегается в ледяной холод пространства с колоссально и зловеще увеличивающейся скоростью. Материальная Вселен­ная кажется уходящей подобно уже рассказанной сказке, растворяясь в небытии, как видение.

    Несостоятельность этой гипотезы заключается не столько в том, что в ней не нашел должного выражения принцип взаимо­превращаемости различных видов энергии и вещества, сколько в том, что здесь мыслится абсолютно независимо от материи существующее пространство, в дали которого в виде мельчайших элементов будто бы рассеется материя Вселенной. Согласно современным представлениям, пространство не есть акциден­тальное по отношению к материальной субстанции свойство, но есть отражение ее сущностного строения. Известное нам по опыту пространство трех измерений есть выражение этой сущ­ности лишь в видимом мире, на уровне же микро- и мегамиров оно обладает большим количеством измерении. Свертывание нескольких измерений пространства может привести к появле­нию того, что мы воспринимаем как вещество. Такая тесная связь между пространством и материей, их, по существу, тож­дество, открытое современной наукой, означает несостоятель­ность теории рассеивания вещества Вселенной вплоть до пол­ного исчезновения, теории, в которой пространство мыслится внешним по отношению к будто бы рассеивающейся материи атрибутом.

    Аналогичные проблемы возникают и по поводу гипотезы происхождения Вселенной из Большого Взрыва. Сейчас эта гипотеза практически общепризнанна и не вызывает сколько-нибудь серьезных возражений. Смысл ее заключается в том, что около 15 млрд. лет назад произошел взрыв сверхплотной материальной субстанции и то, что мы наблюдаем сейчас, есть результат этого взрыва. А наблюдаем мы разбегающуюся Вселенную. Расширение Вселенной было теоретически предсказано советским ученым А.Д. Фридманом, а экспериментально обнаружено Э. Хабблом (1929 г.), когда он установил наличие так называемого “красного смещения” в спектрах уда­ленных галактик. Чем большее расстояние от Земли имеет определенный косми­ческий объект, тем большее смещение спектра от этого объекта в сторону крас­ного цвета. Так Хаббл подтвердил идею расширения Вселенной.1

     Состояние материи, подвергшейся этому Боль­шому Взрыву, и сама причина взрыва до сих пор наукой точно не установлены, и отсюда неизбежно возникают гипотезы, оспаривающие принцип несотворимости материи, вплоть до утверждения исконного христианского догмата о сотворении материи из ничего.

    Сам факт непознанности состояния материи до взрыва и причин, его вызвавших, никак не противоречит принципам материального единства мира и несотворимости материи –развитие науки, как известно, уже не раз приводило к револю­ционным изменениям во взглядах на конкретное строение ма­терии и еще не раз приведет к таким изменениям, ни на йоту не затрагивая при этом материи как философской категории. Однако в связи с теорией Большого Взрыва, как и век назад, в среде ученых стали высказываться суждения, очень близкие по своему смыслу к физическому идеализму конца ХIХ в.: в результате конкретизации различных процессов, происходя­щих в разбегающейся вследствие взрыва
Вселенной, заговорили о порождении вещества из так называемого физического ва­куума, в котором происходит сложный процесс простран­ственно-временной флуктуации, ведущий к появлению вещества и различных полей. Но уже из научного значения самого термина “физический вакуум” следует, что это не есть ничто, а есть конкретный физический объект, имеющий материальную природу, неизвестную пока науке. Возможно, что так же, как это случилось в свое время с полем, в дальнейшем ученые придут к выводу, что здесь скрывается еще один, наряду с веществом и полем, вид материи: материя бесконечна в своих проявлениях, и единственным ее постоянным свойством явля­ется независимость от человеческого сознания. Так называемый “физический вакуум” порождает иллюзию происхождения материи из ничего во многом благодаря лишь своему не совсем удачному названию. Как раньше механистически мыслящие умы увидели в поле угрозу материи, понимаемой сугубо как вещество, так и теперь многие повторяют ту же ошибку: уже привыкнув, по выражению А. Эйнштейна, к полю, как к стулу, на котором сидят, забыв, что его открытие вызвало в свое время столь же бурные дискуссии, современные физики-идеалисты готовы видеть исчезновение материи, а вернее, ее возникнове­ние из ничего в разработанном ими самими понятии физи­ческого вакуума. На самом же деле это реальный физический объект, природа которого материальна, а не только результат математических исчислений.

    Итак, материя нигде и никогда не утрачивает своей способ­ности ко все новым и новым превращениям. При этом мыслимы любые ее превращения, кроме двух – возникновения из ничего и перехода в ничто. Материи неоткуда взяться и некуда деться: она и источник, и причина, и следствие самой себя. Она бытийствует “в себе” и “для себя”. Она едина в своем самобы­тии. Ничему и никому не обязана она своим существованием. Принцип сохранения материи нашел подтверждение и в таком положении современной науки: общая энергия Вселенной. В случае если она (Вселенная) мыслится замкнутой – а к этому склоняется большинство ученых, – равна нулю (то есть коли­чества отрицательных и положительных зарядов взаимоурав­новешиваются). Из этого следует, что неуничтожимость и не­сотворимость, иными словами, всегда одно и то же количество материи, есть непременное условие самого существования мира: ведь энергия суть мера движения материи.1 


§3. Устойчивость атомных ядер. Радиоактивность

 

    Явление радиоактивности открыто в 1896 г. французским физи­ком Анри Беккерелем (1852–1908), занимавшимся исследованием люминесценции: он облучал солнечными лучами различные веще­ства, заворачивал их в черную бумагу и помещал над фотопластин­кой. Все вещества не люминесцировали, кроме бисульфата урана и калия, которые, как потом оказалось, вызывали почернение фотопластинки и без солнечного облучения, самопроизвольно. Одновре­менно Беккерель обнаружил, что новое излучение, как и рентгено­вское, ионизует воздух. При попытках произвести количественные измерения этой особенности Склодовская-Кюри открыла новый эле­мент – радий (лат. radius “луч”), а сам эффект излучения назвала радиоактивностью (лат. radio “испускаю лучи”). Интенсивность излу­чения радия в сотни тысяч раз превосходила активность урана. Воп­рос происхождения радиоактивности давал ключ к пониманию стро­ения атомов и их ядер. Было очевидно, что излучение содержит две компоненты – альфа- и бета-лучи.

    Резерфорд и Фредерик Содди (1877–1956), занимаясь радиоак­тивностью в Монреале (1901–1902), установили, что радиоактивные атомы подвержены спонтанному распаду, и вывели закон такого рас­пада, связав радиоактивные превращения с уже известными видами естественной радиоактивности – альфа- и бета-лучами: при испус­кании альфа-лучей (ядер атомов гелия) образуется новый элемент, стоящий в Периодической таблице на две клетки левее, а при бета-­распаде – на одну клетку правее. Резерфорд получил за эти работы Нобелевскую премию по химии (1908), поскольку было признано, что они стимулировали исследования в области радиоактивных превращений, т.е. в некотором смысле воплотили в себе старую мечту алхимиков о превращении элементов.

    При радиоактивном распаде возникают новые элементы, и Содди занялся их исследованием. Он показал, что в одной клетке таблицы могут быть элементы с разной массой, но обладающие одним заря­дом ядра и одинаковыми свойствами (рис. 1), и назвал их изотопа­ми (греч. iso одинаковый” + tope “место”). Впоследствии установи­ли, что в состав ядра входят нейтроны, которые и изменяют массы. Содди за большой вклад в исследование атомов стал лауреатом Но­белевской премии по химии за 1921 г.


Рис. 1

    Английский физик Фрэнсис Астон (1877–1945) занимался раз­работкой методов разделения изотопов, за что получил в 1922 г. Но­белевскую премию по химии. Еще в 1913 г. он разделял изотопы ме­тодом газовой диффузии, который и сейчас широко Используется в химической технологии для получения радиоактивных изотопов в атомной энергетике. Позднее Астон предложил электромагнитный ме­тод – ионизованные атомы отклоняются электрическим или маг­нитным полем, при этом величина отклонения зависит от массы. В 1919 г. Астон сконструировал первый масс-спектрограф, который свел проблему к простой лабораторной операции и произвел настоя­щую революцию в исследовании изотопов. Астон открыл большое число стабильных изотопов и занимался их изучением.

    Все опытные факты, полученные в лаборатории Резерфорда, от­носились к радиоактивным элементам, поэтому необходимо было по­лучить подтверждение, что и нормальные атомы устроены аналогич­но. Первая мировая война затормозила эти исследования, и только в1920 г. Резерфорд приступил к экспериментам по облучению азота альфа-частицами. Он наблюдал Появление ионов водорода с одним зарядом, которые еще в 1914 г. Марсден назвал протонами, но их получалось очень мало: на миллион альфа-частиц – 20 протонов. Кроме протонов, Резерфорд получил и изотоп кислорода с массой 17.

    В 1921–1922 гг. Резерфорд и Джеймс Чедвик (1891–1974) осуще­ствили первую ядерную реакцию с искусственным превращением элементов. Результаты своих более подробных исследований этих ре­акций в Кавендишской лаборатории (Кембридж) Чедвик опублико­вал только в 1932 г. Они касались облучения бериллия, при котором получались частицы с массой протона без заряда, названные Чедви­ком нейтронами (лат. nеuum “ни то ни другое”). За это открытие Чедвик стал лауреатом Нобелевской премии по физике (1935). Сле­дует отметить, что Резерфорд предсказал существование таких час­тиц еще в 1921 г.

    В том же 1932 г. австрийский физик Лизе Майтнер (1878–1968) и К. Филипп добились расщепления атомов кислорода под действием нейтронов. Впоследствии были получены и другие расщепления. “Большая эффективность нейтронов в получении ядерных реакций, –говорил Чедвик, – легко объясняется. При столкновении заря­женной частицы с ядром вероятность ее проникновения в ядро огра­ничена кулоновской силой. И это определяет то минимальное рас­стояние, на которое может приблизиться частица и которое возрас­тает с увеличением атомного номера ядра и становится столь боль­шим, что вероятность проникновения в ядро становится малой. В слу­чае соударения с ядром нейтрона ограничения такого типа не возни­кает. Сила взаимодействия нейтрона с ядром очень мала, только на малых расстояниях она начинает быстро расти и носит характер при­тяжения. Вместо потенциального барьера, как в случае заряженных частиц, нейтрон встречает “потенциальную яму”. Поэтому даже ней­троны слабых энергий могут проникать в ядро”.

    Поскольку было непонятно, как могла альфа-частица преодолеть потенциальный барьер и выйти из ядра, то в классической физике этот факт приводил к парадоксу. Молодой советский физик Георгий Антонович Гамов (1904–1968) преодолел сложившуюся ситуацию с помощью волновой механики, использован аналогию с частичным проникновением света во вторую среду при падении на границу раз­дела двух сред под углом, большим угла полного внутреннего отра­жения. В 1928 г. Гамов и независимо от него Р. Гарни и Эдвард Кондон (1902–1974) создали квантово-механическую теорию альфа-рас­пада. В 1936 г. Паули и итальянский физик (эмигрировавший в 1938 г. в США) Энрико Ферми (1901–1954) выдвинули теорию бета-рас­пада, основанную на предположении, что в ядре происходит превра­щение нейтрона в протон с одновременным испусканием электрона и нейтрино (нейтральной частички, обладающей ничтожной массой и собственным моментом вращения, или спином, равным 1/2). Испускание электрона происходит примерно так же, как фотон ис­пускается атомом.

    Если ранее были смутные представления об ядре атома, содержа­щем протоны и электроны, то после открытия нейтронов вопрос о строении ядра вновь стал обсуждаться. В 1930 г. Виктор Амазаспович Амбарцумян (1908–1996) и Дмитрий Дмитриевич Иваненко(р. 1904) высказали мысль, что электронов вообще нет в ядре. После открытия нейтронов Иваненко предположил, что ядра состоят толь­ко из протонов и нейтронов (1932). Эта идея была воспринята Гей­зенбергом и легла в основу современной теории строения атомных ядер. Гипотеза Иваненко, привлекательная своей простотой, была подтверждена последующими исследованиями ядерных превращений, быстро распространилась и стала использоваться даже для обозначе­ний. Протоны и нейтроны, как основу строения ядра, стали назы­вать нуклонами. Однако проблема ядерных сил до сих пор не имеет решения.1



1 Ницше Ф. Философия в трагическую эпоху. – М., 1994. С. 200

2 Материалисты Древней Греции. – М., 1955. С. 44

3 Цит. по: Большаков А.В., Грехнев В.С., Добрынина В.И. Основы философских знаний. – М., 1994. С. 37

1 Радугин А.А. Философия. – М., 1997. С. 36-37

1 Спиркин А.Г. Основы философии. – М., 1988. С. 108-109

1 Кокин А.В. Концепции современного естествознания. – М., 1998. С. 75-84

1 Алексеев П.В., Панин А.В. Философия. – М., 1997. С. 347-366

1 Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. – Новосибирск, 1997. С. 253-256

 



0
рублей


© Магазин контрольных, курсовых и дипломных работ, 2008-2020 гг.

e-mail: studentshopadm@ya.ru

об АВТОРЕ работ

 

Вступи в группу https://vk.com/pravostudentshop

«Решаю задачи по праву на studentshop.ru»

Решение задач по юриспруденции [праву] от 50 р.

Опыт решения задач по юриспруденции 20 лет!