Материя и движение. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Материя и движение - философские категории, являющиеся мировоззренческими основаниями науки в рамках материалистнч. философских учений. С точки зрения материалистич. диалектики, материальное единство мира, представляющего собой движущуюся материю, служит философским основанием единства системы естественных и технических наук. Ка/кдая из этих наук по-своему конкретизирует материалистич. представления о M. и д., разрабатывая специфич. модели структуры, движения и взаимодействия разл. материальных образований, служащих объектами их изучения, в соответствии с уровнем развития обществ--историч. практики, являющейся критерием истины, основой и целью познания.

Согласно материалистич. диалектике, материя - это объективная реальность, данная нам в ощущении. Движение, понимаемое как "изменение вообще",- способ существования материи - нет движения без материи, как нет и материи без движения. Материальный мир рассматривается как сложная многоуровневая развивающаяся система взаимосвязанных материальных образований, каждое из к-рых, как и весь материальный мир в целом, воплощает в себе единство устойчивости и изменчивости, дискретности и непрерывности и др. диалектич. противоположностей. Субординация и координация материальных образований в рамках всеобщей связи объектов и явлений описывается с помощью представлений о разл. структурных уровнях, формах движения и видах материи, конкретизируемых соответствующими частными науками. Всеобщими формами существования материи являются пространство и время ,выражающие соответственно порядок сосуществования и смены отд. материальных образований и их состояний.

Конкретные науч. представления о M. и д. меняются по мере развития обществ--историч. практики. В физике это изменение выражается в виде смены физ. картин мира. При этом единственное ''свойство'' материи, с признанием которого связан философский материализм,- свойство быть объективной реальностью - остаётся неизменным, обеспечивая единство и преемственность развития науч. знания.

Будучи лидером естествознания как системы наук о природе, физика вносила и продолжает вносить определяющий вклад в представления о M. и д.,лежащие в основе др. естеств--науч. дисциплин (химии, биологии, геологии и т. п.) и получающие в них дальнейшую конкретизацию и развитие.

В физической и вообще научной, в т. ч. философской, литературе (особенно зарубежной) термин "материя" до сих пор нередко продолжает употребляться в нефилософском смысле, обозначая вещество ,к-рое с диалек-тнко-материалистич. точки зрения является лишь одним из видов материи, не исчерпывая собой всего их многообразия. Нефилософский смысл часто вкладывается в естеств--науч. литературе и в термин "движение", понимаемое тогда только как изменение положения в пространстве с течением времени, т. е. только как механич. движение. Такого рода словоупотребления, хотя и являются нестрогими, прочно вошли в языковую практику и обычно не вызывают недоразумений. Однако если философский смысл понятий M. и д. отождествляется с конкретно-науч. представлениями о них, то это может послужить одним из источников кризисов философских оснований науки, неоднократно имевших место на протяжении её истории.

Историческое развитие физических представлений о материи и движении. Первые теоретич. представления о M. и д., ставшие впоследствии в европ. культурном регионе основой физики как фундам. науки о природе, были разработаны в рамках античных натурфилософских учений. Все эти учения трактовали материю как первоматериал, общий субстрат всех природных образований. Начав с конкретных представлений о материи как субстанциальном первоначале всех вещей [вола v Фалеса

, воздух у Анаксимена,

огонь у Гераклита

, сохраняющем себетождественность в многообразных процессах изменения природных явлений, др--греч. философия вскоре выработала представление о качественно неопределённой первичной материи (апейрон Анаксимандра), определ. модификациями к-рого были античные виды материи - вода, земля, воздух и огонь. Движение, рассматривавшееся как изменение вообще, первоначально трактовалось наивно-антропоморфно - как проявление одушевлённости отд. вещей и мира в целом - Космоса (гилозоизм).

Наиб, развитые философско-физ. представления о M. и д. античности, категориальные основания к-рых не утратили своего значения и по сей день, были развиты в учениях Демокрита

, Платона (Пlатwv) и Аристотеля

. Демокрит всесторонне разработал атомистич. принципы учения о M. и д., согласно к-рым всё многообразие природных вещей и процессов сводилось к разл. сочетаниям и пространственным перемещениям внутреннебескачеств. непроницаемых и неделимых первоэлементов материи - атомов, различающихся между собой лишь пространственными размерами, формой и ориентацией. Материя, как состоящая в конечном счёте из атомов, имела, т. о., предел структурной делимости, а все виды движения сводились к одному - механическому.

В натурфилософской части своего учения (диалог "Тимей") Платон излагает доктрину своеобразного "матом, атомизма". Четыре античных вида материи образуются у него в результате первонач. оформления бескачеств, "безвидной" первоматерии (отождествляемой с пространством, или небытием) посредством двух видов прямоугольных треугольников с соотношениями сторон

из к-рых затем строятся правильные многогранники: тетраэдр - "элементарная частица" для огня, октаэдр - для воздуха, икосаэдр- для воды и куб - для земли. В. Гейзенберг (W. Heisenberg) рассматривал геом. атомизм Платона как прообраз совр. физ. представлений о симметрии.

В учении Аристотеля бескачеств, первоматерия, обладающая неопределённым бытием, первоначально оформляется в землю, воду, воздух и огонь путём попарных сочетаний четырёх осн. качеств - тёплого, холодного, влажного и сухого. Аристотель также выделил четыре типа движения: по сущности - возникновение и уничтожение, по кол-ву - рост и уменьшение, по качеству - превращение и по месту - перемещение, определив движение вообще как переход из возможности в действительность, и четыре типа причин, ответственных за существование отд. материальных образований (сущностей),- материальную, формальную, действующую и целевую. Он впервые ввёл в натурфилософский обиход сам термин "материя" и отделил физику как один из разделов "второй философии" от собственно философии (метафизики).

Атомизм Демокрита, развитый Эпикуром (EpfкоurоV), был возрождён в новое время П. Гассенди (P. Gassendi). Достижения Г. Галилея (G. Galilei) и его современников [И. Кеплер (J. Kepler), P. Декарт (R. Decartes)] в области физ. учения о M. и д. подготовили почву для работ И. Ньютона (I. Newton), начавшего оформление предмета механики в целостную систему понятий, к-рая была положена в основу механистич. картины мира. В её рамках материя рассматривалась исключительно как вещество - протяжённая непроницаемая инертная весомая субстанция, единств, видом движения к-рой было пространственное перемещение. Мерой кол-ва материи была масса ,служившая одновременно мерой инертности - способности материальных тел сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения, к-рое могло быть изменено только в результате воздействия внеш. причины - силы. По вопросу о структуре материи в рамках механистич. картины мира конкурировали концепции дискретности (разл. варианты атомизма) и непрерывности, по вопросу о характере силового взаимодействия между материальными телами, вызывавшего или изменявшего их движение,- концепции близкодействия и дальнодействия. В первой из них сила была результатом движения, возникая при соударении непроницаемых движущихся тел, во второй - внутр. свойством материи, первичным по отношению к движению, порождаемому ею (противоположность кинетизма и динамизма). В качестве меры движения фигурировали две величины - кол-во движения (импульс) и "живая сила" (кинетич. энергия).

Вовлечение в сферу эксперим. физ. исследований тепловых, световых, электрич. и магн. явлений, так или иначе связанных с механич. движением, сопровождалось введением представлений о разнообразных силах, вызывающих эти явления, и о соответствующих видах материи, служащих носителями этих сил. Так в физику вошли "невесомые материи" (флюиды) - теплород, электрич. и магн. жидкости и др. По мере развития физики на протяжении 18-19 вв. (волновой теории света, кинетич. теории теплоты, учения об электричестве и магнетизме) невесомые материи постепенно исчезали из физ. картины мира, т. к. приписывавшиеся им явления удавалось объяснить на механич. основе. Дольше всего сохранил своё существование в физ. картине мира эфир как носитель эл--магн. явлений. Для него тоже строились механич. модели, противоречившие друг другу. Термин "материя" к кон. 19 в. закрепился только за "весомой материей" - веществом.

Открытие электрона, делимости атомов вещества и их составлеиности из электрически заряж. частиц противоположных знаков, теоретич. и эксперим. обнаружение эл--магн. природы массы электронов в соединении с трактовкой электричества и эфира как нематериальных (невещественных) субстанции, изменения состояния к-рых не всегда удавалось свести к механич. движению, породили на рубеже 19-20 вв. кризис философских оснований физики. Он выразился, в частности, в попытках мыслить движение без материи (энергетизм) и в быстрой смене механистич. картины мира электромагнитной. Вещество, рассматривавшееся в механистич. картине мира как единств, вид материи, утратило статус "первоматерии", оказавшись "состоящим из электричества". Физика вышла из кризиса путём создания новых теорий - теории относительности и квантовой теории, радикально изменивших классич. физ. представления о M. и д.

Представления о материи и движении в современной физической картине мира. Совр. физ. картину мира, в рамках к-рой осуществляется развитие физики в наши дни, можно назвать квантово-релятивистской, т. к. её основой служат осн. принципы теории относительности (специальной, или частной, и общей) и квантовой теории (нерелятивистской - квантовой механики, и релятивистской - квантовой теории поля).

Спец. (частная) теория относительности (см. Относительности, теория), установив физ. равноправие всех инерциальных систем отсчёта, показала невозможность обнаружения равномерного и прямолинейного движения относительно абсолютно покоящегося эфира и тем самым сделала его существование излишним. Благодаря этому эл--магн. поле стало трактоваться как самостоят, вид материи, не нуждающийся в носителе. Учтя роль эл--магн. (световых) сигналов, распространяющихся с максимально возможной в природе скоростью, в процессах измерения пространственных и временных характеристик материальных объектов, спец. теория относительности тесно связала между собой вещество и ноле как виды материи с состояниями их движения.

Общая теория относительности - релятивистская теория тяготения - установила зависимость метрич. характеристик пространства-времени, отождествляемых в ней с гравитац. полем, от распределения вещества и эл--магн. поля и установила законы движения в искривлённом пространстве-времени (см. Тяготение).

Квантовая механика, введя представление о мин. величине действия как характеристике взаимодействия, показала единство дискретности и непрерывности (корпускулярно-волновой дуализм)в структуре элементарных частиц вещества и эл--магн. поля и установила бестраекторный характер движения микрочастиц.

Квантовая теория поля позволила трактовать как специфич. вид движения возникновение и уничтожение элементарных частиц, объяснила их взаимодействие как обмен квантами соответствующих полей, и, углубляя понимание корпускулярно-волнового дуализма, стала рассматривать вещество и поле на микроуровне не как отд. виды материи, различающиеся структурой,- соответственно дискретной (корпускулярной) и непрерывной (волновой) (что имеет место на макроуровне), а как две диалектически противоположных ипостаси единого квантового поля. В её рамках введено представление о специфич. форме бытия материи - виртуальных частицах - и физ. вакууме как специфич. виде материи. Эти представления придают физ. реализацию философской категории возможности.

Как в нерелятивистской, так и в релятивистской квантовой теории вероятность является характеристикой способа бытия элементарных частиц вещества и поля, объективной характеристикой их движения, а не мерой нашего незнания точных особенностей движения, как это было в классич. физике.

Для теории относительности и квантовой теории характерно установление явной зависимости нек-рых характеристик физ. объектов как материальных образований (пространственных, временных, энергетических, импульсных и др.) от отношения этих объектов к эксперим. средствам познания, используемым человеком как субъектом-наблюдателем для их изучения,- системе отсчёта в теории относительности и типу прибора в квантовой теории. Тем самым квантово-реляти-вистская картина мира отображает в себе не только характеристики природных объектов, но и объективные (материальные) характеристики познающего субъекта в процессе использования им систем отсчёта и приборов как материальных средств познания видов физ. материи и форм их движения. Объективные характеристики человека как субъекта познания применяются также для обоснования конкретных численных значений универсальных констант природы (антропология, принцип в космологии).

Объединит, тенденции, характерные для совр. этапа развития физики, служат дальнейшей конкретизации физ. представлений о M. и д. Смыкание физики элементарных частиц и космологии в модели горячей Вселенной (Большого взрыва) приводит к введению в физику идеи развития. Четыре вида взаимодействия (эл--магнитное, гравитационное, сильное и слабое), теории к-рых раньше строились независимо друг от друга, теперь начинают рассматриваться в единстве. На основе представления о калибровочной симметрии (см. Калибровочная инвариантность)уже удалось построить и экспериментально подтвердить объединённую теорию эл--магн. и слабого взаимодействий, рассматриваемых в ней как проявления единого электрослабого взаимодействия. Создание калибровочной теории сильного взаимодействия (квантовой хромодинамики)вызвало к жизни программы построения единой калибровочной теории эл--магн., слабого и сильного взаимодействий (великое объединение взаимодействий) и единой теории всех четырёх видов взаимодействий (см. Супер гравитация). Реализация этих програ.мм приводит к значит, увеличению числа могущих существовать элементарных частиц, увеличению размерности пространства-времени, значительно усложняя и развивая физ. представления о M. и д.

На более глубоком уровне выяснилось, что элементарные частицы, участвующие в сильных взаимодействиях, состоят из более фундам. частиц - кварков. Материя представилась в совр. физике лептонами и кварками (частицами с полуцелым спином) и квантами полей (фотонами, векторными бозонами, глюонами и гипотетич. гравитонами), обладающими целым спином и осуществляющими четыре типа фундам. взаимодействий. В квантовой теории поля уже на ранних стадиях ее развития выяснилась связь между свойствами частиц (значениями спинов) и квантовыми законами их движения. Построение калибровочных теорий электрослабых и сильных взаимодействий впервые в явной форме обнаружило связи между уравнениями движения фундам. частиц и их взаимодействиями.

Внедрение физ. методов исследования и физ. представлений о M. и д. в др. естеств. науки активно содействует их внутр. единству. Так, с помощью нерелятивистской квантовой механики удалось объяснить осн. характеристики хим. формы движения материи - ат. вес, ат. номер, хим. сродство и валентность хим. элементов. Физ. химия, хим. физика, квантовая химия, термодинамика необратимых процессов и процессов самоорганизации тесно смыкают физику и химию. Такие интенсивно развивающиеся науки, как биофизика, физ--хим. биология, позволяют выявить физ., физ--хим. и хим. составляющие биол. формы движения материи.

Вся история физики свидетельствует о непрерывном совершенствовании физ. представлений о M. и д. в прямой зависимости от уровня эксперим. техники и теоре-тич. разработок, демонстрируя неисчерпаемость M. и д. как способа её существования. Развитие представлений о строении материи и законах ее движения обнаруживает тенденцию к установлению все более полной неразрывной связи между строением материи и ее движением.

Литература по материи и движению

Знаете ли Вы, что такое мысленный эксперимент, gedanken experiment?
Это несуществующая практика, потусторонний опыт, воображение того, чего нет на самом деле. Мысленные эксперименты подобны снам наяву. Они рождают чудовищ. В отличие от физического эксперимента, который является опытной проверкой гипотез, "мысленный эксперимент" фокуснически подменяет экспериментальную проверку желаемыми, не проверенными на практике выводами, манипулируя логикообразными построениями, реально нарушающими саму логику путем использования недоказанных посылок в качестве доказанных, то есть путем подмены. Таким образом, основной задачей заявителей "мысленных экспериментов" является обман слушателя или читателя путем замены настоящего физического эксперимента его "куклой" - фиктивными рассуждениями под честное слово без самой физической проверки.
Заполнение физики воображаемыми, "мысленными экспериментами" привело к возникновению абсурдной сюрреалистической, спутанно-запутанной картины мира. Настоящий исследователь должен отличать такие "фантики" от настоящих ценностей.

Релятивисты и позитивисты утверждают, что "мысленный эксперимент" весьма полезный интрумент для проверки теорий (также возникающих в нашем уме) на непротиворечивость. В этом они обманывают людей, так как любая проверка может осуществляться только независимым от объекта проверки источником. Сам заявитель гипотезы не может быть проверкой своего же заявления, так как причина самого этого заявления есть отсутствие видимых для заявителя противоречий в заявлении.

Это мы видим на примере СТО и ОТО, превратившихся в своеобразный вид религии, управляющей наукой и общественным мнением. Никакое количество фактов, противоречащих им, не может преодолеть формулу Эйнштейна: "Если факт не соответствует теории - измените факт" (В другом варианте " - Факт не соответствует теории? - Тем хуже для факта").

Максимально, на что может претендовать "мысленный эксперимент" - это только на внутреннюю непротиворечивость гипотезы в рамках собственной, часто отнюдь не истинной логики заявителя. Соответсвие практике это не проверяет. Настоящая проверка может состояться только в действительном физическом эксперименте.

Эксперимент на то и эксперимент, что он есть не изощрение мысли, а проверка мысли. Непротиворечивая внутри себя мысль не может сама себя проверить. Это доказано Куртом Гёделем.

Понятие "мысленный эксперимент" придумано специально спекулянтами - релятивистами для шулерской подмены реальной проверки мысли на практике (эксперимента) своим "честным словом". Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.