Формы движения материи

Простейшей, из известных форм движения материи, очевидно, является механическая. Во всяком случае, именно с этой формой раньше всего столкнулось человечество. Механическая форма движения материи основана на непосредственном контакте движущегося тела с приложенной к нему внешней силой или, наоборот, при полной компенсации действия всех внешних сил без каких-либо структурных изменений.

Перемещение грузов, работа простейших подъемных механизмов основана на принципах механики. Примеров бесконечное множество. Механическая форма движения материи широко применяется в макромире.

Физическая форма движения несколько сложнее и многообразнее. Она включает в себя как механические процессы, так и термодинамические, электродинамические, оптические и другие, при которых обратимо изменяются частотные характеристики колебаний частиц у положения равновесия. Например, физическая форма движения материи это свет, передача электрического тока, работа тепловых машин.

Химическая форма движения материи отражает химические процессы, химические реакции. Она характеризуется изменением электронного строения молекул и атомов. Примером может быть реакция получения воды: , в которой электронное строение атомов водорода и кислорода частично изменяется при формировании молекулы воды.

Биологическая форма движения материи связана с функционированием биологически значимых частиц: ДНК, РНК, белков, жиров и углеводов, живых клеток, организмов, экосистем: биоценозов и биогеоценозов.

Социальная форма движения материи это поведение социумов (народов), их привычки, образ жизни, политическая и социально-экономическая активность.

Выводы из главы «Материя, принципы организации, свойства, виды, формы существования и движения материи»

Материя – философское представление, о всеобщем устройстве мироздания, как системы бесконечно разнообразных структурных элементов существующих по определенным законам, открытие которых является основной задачей естественной науки. Материя обладает бесконечным количеством различных свойств. Сегодня науке известно всего три вида материи. Но исследования ученых с каждым годом продвигают человечество вперед по пути познания. Двумя формами существования материи являются пространство и время. Сегодня известно, что они взаимосвязаны. Это доказано в рамках специальной теории относительности.

Все принципы, свойства, формы, виды существования и движения материи в природе взаимосвязаны и формируют единую систему мироздания, большинство законов существования которой человечеству пока не известно.

Вопросы к главе «Материя. Принципы, свойства, виды и формы существования материи».

1. Что такое материя?

а) философская категория, отражающая объективную реальность структурности всех без исключения процессов и явлений во Вселенной.

б) субъективная реальность, данная нам в ощущениях, требующая детального анализа.

в) объективная реальность, отражающая процессы самоорганизации во Вселенной.

г) теологическое представление о строении и функциях Вселенной.

2. Назовите объект во Вселенной, вмещающий в себя все, без исключения, проявления материи.

а) Солнце и планеты солнечной системы.

б) «Черные дыры»

в) Сама Вселенная.

г) Любое физическое тело на Земле.

3. Что является предметом изучения космологии?

а) Открытие законов о глобальном единстве материального мира.

б) Изучение физических процессов в галактиках.

в) Исследование основных теологических принципов организации солнечной системы.

г) Изучение законов формирования и существования Вселенной.

4. В чем состоит космологический принцип?

а) в универсальности во Вселенной законов, открытых на Земле.

б) в неизбежности разрушения Вселенной при вспышке нейтронной звезды

в) в ограниченности космического пространства.

г) в бесконечности количества цивилизаций в космосе.

5. Какое утверждение составляет содержание принципа единства материального мира?

а) единство материального мира носит субъективный характер.

б) единство материального мира нарушается на уровне галактик.

в) материальный мир един и все его структуры взаимосвязаны.

г) структуры материального мира не взаимосвязаны между собой.

6. Смыслом принципа иерархичности является:

а) единство структурных элементов Вселенной

б) вхождение меньших структур в большие, создавая преемственность структуры.

в) взаимозаменяемость структурных элементов во Вселенной

г) эволюционность структурных элементов во Вселенной.

7. Основной идеей принципа перехода количественных изменений в качественные является

а) появление новых свойств у объекта при увеличении количества его структурных элементов.

б) увеличение объема физического тела при увеличении количества его структурных элементов.

в) стремление любого объекта к уменьшению количества его структурных элементов.

г) формирование физического тела из отдельных структурных элементов.

8. В чем смысл принципа эволюционности?

а) в способности физического тела совершенствоваться под действием изменяющегося воздействия внешней среды.

б) в неспособности внешней среды изменяться под действием физического тела.

в) в нарушении космологического принципа.

г) в создании надежной теологической концепции.

9. Сформулируйте закон сохранения материи.

а) материя постоянно исчезает и появляется через некоторое время из черных дыр.

б) материя никуда не исчезает и не появляется, а лишь преобразуется из одного вида в другой.

в) материя вечна и не способна к преобразованиям.

г) материя - понятие субъективное, данное нам в ощущениях.

10. Каково содержание принципа минимума энергии?

а) все структурные элементы материи используют максимально возможное количество энергии для обеспечения своего существования.

б) все структурные элементы материи не участвуют в энергообмене с окружающей средой.

в) все структурные элементы материи используют минимально возможное количество энергии для своего существования и функционирования.

г) запас энергии структурных элементов физического тела не отражает общую энергию этого тела.

11. В чем состоит принцип дополнительности Н. Бора?

а) состояние физического тела не может быть объективно описано не одним из существующих методов исследования.

б) состояние объекта может быть описано наиболее полно бесконечным количеством независимых параметров.

в) состояние объекта может быть описано ограниченным количеством взаимозависимых параметров.

г) состояние физического тела определяется целым рядом взаимосвязанных параметров.

12. В чем заключается принцип причинности?

а) знание начальных параметров характеризующих объект и законов его преобразования можно предсказать его конечное состояние.

б) знание конечных параметров характеризующих объект, позволяет предсказать его внутреннюю структуру.

в) знание строения объекта позволяет определить его прочность.

г) знание принципов формирования природы позволяет определить время существования избранного объекта.

13. Что представляет собой свойство материи «вечное движение»?

а) это постоянное движение избранных частиц по направлению к потоку энергии.

б) это постоянное движение всех без исключения частиц друг относительно друга и относительно внешней среды, в которой они находятся.

в) это временное движение частиц до достижения равновесия с окружающей средой.

г) это теологическое положение, отражающее движение философской мысли.

14. Бесконечность это свойство материи означающее…

а) неограниченность тех или иных характеристик того или иного тела, включая саму Вселенную.

б) предельную длительность, на которой можно визуально наблюдать объект.

в) неограниченность длительности светового сигнала во Вселенной.

г) наличие ограничений только по структуре вещества.

15. Эволюционость это свойство означающее…

а) способность объекта совершенствоваться под влиянием изменяющихся условий внешней среды.

б) способность объекта неживой природы сохранять свою структуру.

в) способность объекта двигаться по эллипсоидной траектории.

г) теологический принцип, означающий неизменность всего живого на Земле.

Лекция 6: «Антропный принцип»

Какова цель существования человека и, вообще, разумной жизни во Вселенной? Что несет цивилизация нашему всеобщему дому – материальному миру?

Ответ на эти вопросы может быть получен в рамках, так называемого, антропного принципа ( от греческого anthropos - человек).

Один из важнейших принципов современной физики и философии, антропный принцип постулирует обусловленность появления разумной жизни во Вселенной поразительно точным сочетанием значений базовых физических постоянных: постоянной Планка, универсальной гравитационной постоянной, постоянной скорости света, массовых значений электрона, протона, нейтрона и т.д.

Самого незначительного изменения любой из этих констант достаточно для того, чтобы белковая жизнь вообще не возникла, изменился бы характер движения планет, да и строение самой Вселенной.

Поразительно то, что абсолютно все значения постоянных совпали и человеческая цивилизация существует!

Причины возникновения разумных цивилизаций, их роль во Вселенной всегда привлекали внимание величайших умов человечества.

Еще в 1691 году известный английский ученый Роберт Бойль (1627 – 1691) утверждал, что наш мир специально создан для жизни живых организмов, в частности, человека.

С этим мнением соглашался британский естествоиспытатель путешественник и натуралист Альфред Уоллес (1823-1913) разделяющий с Ч.Дарвином (годы жизни) честь создания теории эволюции. В 1903 году, он отметил, что наш мир специально создан для существования человека.

Впервые, как проблема мироздания, антропный принцип был сформулирован английским физиком и астрофизиком Кембриджского университета Брендоном Картером.

В 1973 году он впервые ввел сам термин "антропный принцип", постулирующий появление разумной жизни особыми свойствами Вселенной.

В его интерпретации, существует два варианта антропного принципа: сильный (жесткий) и слабый (мягкий).

Слабый (мягкий) вариант формулируется так: то, что мы ожидаем наблюдать во Вселенной, должно соответствовать условиям нашего существования как наблюдателей. В самом деле, если условия нашего существования будут нарушены, наблюдать что-либо мы уже не сможем. Само существование человечества придает определенную направленность эволюции Вселенной, ограничивая при этом, иные направления ее развития.

Сильный (жесткий) принцип выглядит уже более субъективно: Вселенная должна быть такой, чтобы в ней на некотором этапе ее эволюции было возможным появление человека.

Здесь уже прослеживается предопределенность направления эволюции Вселенной для возникновения разумной жизни, венцом которой является человеческая цивилизация.

Сторонник этого подхода лауреат Нобелевской премии, британец Поль Дирак (1902-1984) в 1937 году отметил, уже указанное выше, поразительное совпадение значений многих мировых постоянных приведших к возникновению человечества. Ему принадлежит создание гипотезы больших чисел, согласно которой их значения не случайны, а отражают фундаментальные законы природы.

Его коллега по Кембриджу Фред Хойл (1915-2001) в 1953 году обнаружил еще одно поразительное совпадение: связь между происхождением химических элементов в глубинных процессах, происходящих в недрах звезд и возникновением жизни, для которой необходим углерод.

Все большую роль в объяснениях антропного принципа начинает играть вероятностный фактор. В 1983 году Андрей Линде (1948) из Стенфордского университета предлагает теорию хаотичной инфляции, согласно которой во Вселенной возникает множество новых миров, в части которых возникают условия возникновения разумной жизни. Ли Смолин (1955), в 1992 году расширяет представления Линде, полагая, что условия возникновения жизни возникают в материальном мире в ходе эволюционных процессов, напоминающих дарвиновские.

Современное представление об антропном принципе достаточно многопланово. Глубина вероятностного подхода к нему ограничивается принципом минимума энергии, допускающим только один вариант течения событий – предельно энергетически выгодный в данных условиях – он же и единственно вероятный. Все это делает антропный принцип достаточно сложным, но необходимым для понимания.

Ключевой вопрос антропного принципа: для чего человечество, да и вообще, разумная жизнь необходима Вселенной, так и остается без ответа. Очевидно, что функция просто стороннего наблюдателя (слабый антропный принцип) или обязательного механического элемента, пусть даже завершающего эволюционный процесс в материальном мире (сильный антропный принцип) нуждается в серьезной конкретизации.

В основе «слабой» формулировки лежит представление о вероятностном появлении человека на определенном этапе эволюции Вселенной. Если бы этого не произошло, Вселенная пошла бы по иному пути развития.

«Жесткая» формулировка трактует факт (возникновения) существования человечества как обязательный элемент эволюции Вселенной, цель которого не ясна.

К тому же, обращает на себя внимание обособленность человеческой цивилизации, на фоне бесконечного многообразия миров во Вселенной.

Так чем же человечество так уж необходимо материальному миру? Что приобретает Вселенная благодаря существованию разумной жизни?

Не надо забывать, что человечество часть Вселенной. Очевидно, речь может идти только об обмене чем – либо с окружающим пространством как частью материального мира. Известны два глобальных фактора обмена: вещество и энергия.

Но не ясна его цель. Ведь обмениваться с окружающей средой могут и неживые структурные элементы вселенной! Что же не могут дать Вселенной неживые объекты. Какими бы сложными не были разнообразные космические тела, им далеко до сложности и многообразия цивилизаций, в частности, человеческой. В результате энерго – и массообмена с окружающим космическим пространством, человечество отправляет во внешнюю среду кванты энергии и частицы вещества, разнообразие которых не идет ни в какое сравнение с наборами квантов и частиц обычных небесных тел без признаков жизни.

Но что дает Вселенной это разнообразие. Самое главное с эволюционной точки зрения: устойчивость, прочность и возможность для развития.

Представим себе принцип домино. Костяшки установлены так, что падение одной из них ведет к поочередному падению всех остальных. Структура разрушена.

Но если в середине ряда домино положить более крупный и тяжелый объект, например камень. Тогда домино до камня упадут, а вот после камня останутся стоять. Камень за счет своего структурного отличия от одинаковых домино, в частности, большей массы остановил процесс разрушения всей структуры!

Представим себе Вселенную без разнообразных небесных тел, и разумной жизни. Это унылая, абсолютно однообразная структура. Любой, опасный для ее одинаковых структурных элементов фактор, приведет, в соответствии с принципом домино, к полной гибели всю Вселенную. Разнообразные же элементы делают ее гораздо устойчивее: частицы одного типа погибли, но одновременно возникли частицы другого типа. И ущерба Вселенной нет. Цивилизации в результате своей жизнедеятельности порождают громадные количества самых разнообразных квантов энергии или частиц (ведь E=mc2), что в сотни тысяч раз повышает устойчивость и прочность Вселенной по отношению к внешнему воздействию.

Важнейшую роль играет многообразие Вселенной для ее развития (эволюции). Благодаря этому все время возникают новые структуры, космические тела, цивилизации. Ведь и человечество когда-то возникло из группы аминокислот (белки) и нуклеотидов (ДНК и РНК), возможно первоначально сформированных в каких-то иных условиях.

Итак, бесконечно разнообразную Вселенную уничтожить не возможно. Вспомните закон сохранения материи, согласно которому материя способна лишь бесконечно преобразовываться из одного вида в другой, т.е. быть бесконечно разнообразной. И поэтому она не уничтожима. Вот почему разумная жизнь вообще и человечество в частности структурно и энергетически выгодно Вселенной.

Выводы из главы «Антропный принцип»

Один из важнейших вопросов, стоящих перед человечеством, это предназначение нашей цивилизации, ее роль во Вселенной. Существуют различные версии ответа этот вопрос. От радикально научных, до теологических, основой которых являются различные религиозные учения. Однако, полностью доказанной не может считаться ни одна. Избрав, в качестве критерия истины естественнонаучные знания, логику и частичное экспериментальное подтверждение мы приходим к выводу, что важнейшая роль цивилизаций вообще и человеческой в частности это обогащение окружающей части Вселенной новыми видами излучений (энергий) и, значит новыми разнообразными видами материи ().

Вопросы к главе «Антропный принцип»

1. В чем состоит проблема антропного принципа?

а) в определении роли человеческой цивилизации во Вселенной.

б) в определении основного пути происхождения человечества

в) в представлении роли внземных цивилизаций в происхождении человека.

г) в создании модели развития человечества.

2 Какова роль точного совпадения целого ряда фундаментальных физических постоянных в появлении человека?

а) точное совпадение фундаментальных постоянных обеспечило возникновение атмосферы Земли, необходимой человеку.

б) точное совпадение этих постоянных обеспечило условия для появления человека в наиболее благоприятных условиях для обитания.

в) точное совпадение фундаментальных постоянных не позволило человечеству выйти на контакт с внеземными цивилизациями.

г) точное совпадение фундаментальных постоянных дало возможность рассчитать вероятность ускорения эволюции человека.

3. Какова цель создания нашего мира с точки зрения Альфреда Уоллеса?

а) мир создан для свободного сосуществования человека, растительного и животного сообществ.

б) наш мир создан для человека.

в) наш мир возник случайно и не был создан для кого-либо конкретно.

г) наш мир, это структурный элемент Вселенной, выполняющий свою определенную функцию.

4. Каково содержание «жесткой» формулировки антропного принципа?

а) появление человечества обязательный элемент эволюции, цель которого не ясна.

б) человечество не должно было появиться

в) человечество – случайный процесс, возникновение которого ничем не обосновано.

г) теологический подход к возникновению жизни на Земле единственно верный.

5. В чем состоит мягкая формулировка «антропного принцмпа»?

а) представления о вероятностном характере происхождения жизни

б) представления о божественном происхождении жизни

в) признание хаотичности возникновения жизни

г) поддержка концепции панспермии

6. Какова роль структурного многообразия Вселенной с эволюционной точки зрения?

7. В чем состоит точка зрения Андреа Линде?

8. Изложите эволюционную точку зрения Ли Смолина.

9. В чем сущность подхода Поля Дирака к антропному принципу?

10. Кто впервые сформулировал антропный принцип7

11. В чем сущность представлений Роберта Бойля и Альфреда Уоллеса?

12. Назовите два глобальных фактора, которыми человечество способно обмениваться с окружающей частью Вселенной.

13. Какова роль энерго и массо обмена с окружающей частью Вселенной?

14. Каково, на Ваш взгляд, предназначение человечества?

15. Дайте определение антропному принципу.