Философио.Ру

Указанные выше теоретические модели происхождения Вселенной интересны для философии лишь постольку, поскольку обосновывают или опровергают определенную философскую традицию. Примерно такой же интерес философия проявляет к проблеме структуры материи и её свойств. Для философии не имеет принципиального значения то, как устроена материя, из чего она состоит. Это вопрос науки. Научные знания о материи необходимы философии для того, чтобы подтвердить или опровергнуть теоретические концепции, созданные для объяснения единства мира, его целостности. Вопрос о том, как единство и законченность бытия мира согласуется с многообразием вещей, явления и процессов - главный вопрос философской онтологии. И убедительный ответ на него для философии возможен лишь в том случае, если она принимает во внимание достижения естественных наук в этой области, в первую очередь - физики.
Уже древние философы понимали, что вещество не является чем-то простым и однородным, а представляет собой сложное образование, состоящее из простых, далее не разложимых элементов, своеобразных строительных "кирпичиков" мира. Греческий философ Демокрит, много размышлявший о наименьших частицах, из которых состоит любое вещество, назвал их атомами. Его учение принял и развил Эпикур, а в первом веке до нашей эры римский философ и поэт Лукреций Кар изложил атомистическую теорию в поэме "О природе вещей", благодаря чему она и стала известной последующим поколениям философов. Интерес к проблеме "неделимых частиц" вещества возродился в философии и науке только в 17 веке, когда начались систематические исследования в физике и химии. Р.Бойль и И.Ньютон исходили в своих исследованиях из представления о существовании неделимых частиц вещества, но специально проблемой строения материи не занимались.
Первым действительно научным обоснованием атомистической теории, убедительно продемонстрировавшим рациональность и простоту гипотезы о том, что всякое вещество состоит из мельчайших частиц, явилась работа английского школьного учителя математики Джона Дальтона, статья которого, посвященная этой проблеме, появилась в 1803 году. Однако реальная структура атомов, в том числе и существование еще меньших частиц, составляющих атомы, оставалась неясной до открытия Джозефом Джоном Томсоном электрона в 1897 году. До той поры атом считался неделимым, и различие в химических свойствах различных элементов не имело своего объяснения. Открытие Томсона, за которое он в 1906 году удостоился Нобелевской премии, было эпохальным в изучении строении материи и инициировало дальнейшие исследования в этой области. В 1932 году американский физик Карл Дэвид Андерсон обнаружил в составе космических лучей частицу с массой электрона, но положительным электрическим зарядом и назвал её позитроном. Это открытие породило гипотезу (впоследствии получившую свое подтверждение), что каждой положительной частице соответствует её античастица, с которой частица может аннигилировать, высвобождая при этом энергию.
Таким образом, к середине ХХ века было доказано, что материя состоит из элементарных частиц. В современной физике их обнаружено более 350, в основном нестабильных, и это число продолжает расти. Если раньше элементарные частицы обычно обнаруживали в космических лучах, то с начала 1950-х годов основным инструментом для обнаружения и исследования элементарных частиц стали ускорители.
Все элементарные частицы можно отнести к трем видам - электронам и двум типам кварков12: u-кварки (от англ. up - верхний) и d-кварки (от англ. down - нижний). Эти три частицы взаимно притягиваются и отталкиваются соответственно своим зарядам, которых всего четыре вида по числу фундаментальных сил природы. Заряды можно расположить в порядке уменьшения соответствующих сил следующим образом: цветовой заряд (силы взаимодействия между кварками); электрический заряд (электрические и магнитные силы); слабый заряд (силы в некоторых радиоактивных процессах); наконец, масса (силы тяготения, или гравитационного взаимодействия). Слово "цвет" здесь не имеет ничего общего с цветом видимого света, - это просто характеристика сильного заряда и самых больших сил.
Различные сочетания указанных элементарных частиц образуют различные виды материи.
Вещество - это вид материи, который обладает массой покоя. Вещество образуется из электронов и кварков, группирующихся в объекты, нейтральные по цветовому, а затем и по электрическому заряду. В химии вещества принято подразделять на простые, образованные атомами одного химического элемента, и сложные (химические соединения).
Поле - это особый вид материи, система с бесконечным числом степеней свободы. Различают электромагнитные и гравитационные поля, поле ядерных сил, а также волновые (квантованные) поля, соответствующие различным частицам (например, электрон-позитронное поле). Поля порождаются движением элементарных частиц.
Иногда, в качестве отдельного вида материи называют плазму - материю, состоящую из одних ионов. Плазма - это вещество при очень высоких температурах. Звезды, горящие за счет идущих в центрах термоядерных реакций, состоят в основном из плазмы, а поскольку звезды - самая распространенная форма материи во Вселенной, можно сказать, что и вся Вселенная состоит в основном из плазмы. Около Земли плазма существует в виде солнечного света, магнитосферы и ионосферы.
В последнее время физики стали особо выделять, в качестве своеобразной "невидимой" материи стабильную элементарную частицу под названием "нейтрино". Нейтрино способствуют превращению протона в нейтрон, тем самым обеспечивая термоядерные реакции в звездах. Если бы нейтрино не было, звезды давно уже бы выгорели.