Становление идей современного естествознания



Pdf просмотр
страница25/39
Дата28.01.2019
Размер5.05 Kb.
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   39
Реальный мир представляет собой иерархию структур различного масштаба и разного уровня сложности. Если в качестве основной характеристики структур рассматривать их физический размер, то окружающий мир можно подразделить натри мира микромир, макромир и мегамир. Структуры микро-, макро- и мегамира, расположенные в порядке уменьшения их масштаба, образуют структурно-масштабную иерархию. В классическом естествознании считалось, что микро-, макро- и мегамир сходны по своим свойствами отличаются лишь масштабом. Наука XX века установила, что эти миры обладают своими специфическими особенностями, не позволяющими переносить, например, свойства макромира на микро- и мегамиры. Ниже дается краткий обзор особенностей этих миров.
5.2. Макромир

К макромиру относят мир человека и окружающих его в повседневной жизни предметов естественного и искусственного происхождения. Все они представляют собой макроскопические тела. Эти тела состоят из огромного числа молекул, объединённых в определённые макроскопические структуры. Например, все живые организмы состоят из биополимеров (макромолекул), которые представляют собой соединённые друг с другом органические молекулы. Размеры макроскопических тел – от долей миллиметра до сотен метров. Тот мир, который человек воспринимает непосредственно (тес помощью органов чувств, есть макроскопический мир. Следует подчеркнуть, что органы чувств человека дают чрезвычайно малый диапазон восприятия. Так, нормальный человеческий глаз способен различать свет с длиной волны от 380 до 760 нм (1 нм – один нанометр – одна десятимиллиардная часть метра. Таким образом, воспринимая зрительно электромагнитное излучение в видимом диапазоне, мы совершенно не воспринимаем таких излучений, как гамма-лучи, рентгеновские лучи, а также ультрафиолетовое, инфракрасное и радиоизлучение. Органы слуха человека могут воспринимать упругие колебания среды только в звуковом диапазоне (от 16 до 20 000 Гц, не воспринимая ни инфразвука, ни ультразвука рецепторы кожи различают температуру в пределах нескольких десятков градусов. Также исключительно узкими являются диапазоны непосредственного восприятия размеров, времени, скорости, массы, энер- гии.
Хотя степень чувствительности рецепторов сильно уменьшает возможности человеческого восприятия окружающего мира во всем его многообразии, она оказывается достаточной для биологического существования человека как вида. Однако ограниченность восприятия влечет ограниченность представлений об окружающей действительности и, как следствие, обеднение картины
77

мира. Отражение в человеческом сознании непосредственно воспринимаемого
– макроскопического мира – приводит к формированию механистической картины мира.
5.3. Особенности микромира
Микромир – это мир молекул, их составных частей, а также некоторых надмолекулярных структур (например, клеток живых организмов. Размеры и структура молекул изменяются в широком диапазоне от простейших двухатомных молекул до полимерных молекул, длина которых достигает долей миллиметра.
Микромир обладает особенностями, которые резко отличают его от обычного мира, то есть макромира. Во-первых, объекты микромира недоступны чувственному восприятию, поэтому о них можно судить только по косвенной информации, полученной в результате экспериментов. Далее, при исследовании микромира любое использование приборов искажает картину (в итоге мы получаем информацию не о том, что было, а о том, что стало в результате вторжения прибора. Ещё одна принципиальная особенность микромира – отсутствие в нём детерминированных связей и, как следствие, невозможность получения точного описания составляющих его элементов например, невозможно определить время жизни конкретной частицы или определить одновременное положение и импульс).
Понятие силы, играющее важнейшую роль в классической механике, неприменимо к объектам микромира. Для объектов микромира адекватным становится энергетическое описание (закон сохранения энергии распространяется и на элементарные частицы, приобретая при этом более сложную форму. Лишено реального содержания и само понятие субатомной частицы как индивидуального самостоятельного объекта. Герман Вейль объясняет сущность субатомных частиц следующим образом. Согласно представлениям о строении вещества и теории поля, материальная частица – скажем, электрон представляет собой нечто иное, как небольшой участок электрического поля, в пределах которого напряженность достигает фантастических величин, что свидетельствует о концентрации большого количества энергии в очень малом объеме пространства. Такой сгусток энергии, не имеющий четких границ на фоне всего остального поля, подобно волне на поверхности водоема перемещается в пустом пространстве поэтому мы не можем утверждать, что электрон состоит из определенной субстанции – таковой просто не существует Современная физика отказалась от наглядного образа электрона как маленького шарика и предложила представлять его в форме своеобразного
78

электронного облака, более плотного в тех точках пространства, где больше вероятность его локализации. Для описания движения электрона в атоме нельзя пользоваться законами Ньютона. В микромире действуют специфические законы квантовой механики, в соответствии с которыми состояние электрона в атоме однозначно определяется набором, так называемых, квантовых чисел. В микромире решающую роль играют не свойства микрообъектов сами по себе, а их потенциальные возможности в реализации тех или иных квантовых состояний в силу этого квантовомеханические характеристики не могут быть приписаны частице независимо от ее взаимодействий с другими частицами. Поэтому свойства субатомных частиц можно понять только в рамках динамической картины мира, в котором беспрестанно происходят их перемещения, столкновения, взаимопревращения и другие взаимодействия. В микромире перестают работать привычные методологические принципы, сложившиеся при изучении макромира принцип причинности, принцип редукционизма, принцип разделения субъекта и объекта.
5.4. Структура мегамира
К мегамиру относят мир космических тел. Основной структурной единицей мегамира является звезда. Скопления звёзд называются галактиками.
До XX века считалось, что между звёздами ничего нет, те. межзвёздное пространство представляет собой вакуумно это не так. Вначале века немецкий астроном Гартман методом спектрального анализа обнаружил, что пространство между звёздами заполнено газом, правда, чрезвычайно малой плотности, а по своему химическому составу он близок к химическому составу звёзд. Плотность межзвёздной газовой среды порядка одного атома в см, однако, её нельзя считать вакуумом, так как длина свободного пробега атомов в ней в сотни раз меньше, чем расстояния между звёздами. Меж- звёздный газ является сплошной сжимаемой средой, и к нему применимы законы газовой динамики. Вблизи горячих звёзд температура межзвёздного газа достигает 10 тыс.
K
. Однако большая часть межзвёздной среды удалена от звёзд, и её температура порядка 100
K
. Кроме межзвёздного газа межгалактическое пространство содержит космическую пыль, состоящую из микроскопических частиц, имеющих определённую ориентацию. И космическая пыль, и межзвёздный газ распределены неравномерно – сгустки чередуются с разрежениями.
Достаточно давно были получены косвенные доказательства существования межзвёздных магнитных полей, а в 1962 гони были обнаружены с помощью прямых наблюдений. Межзвёздные магнитные поля играют решающую
79



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   21   22   23   24   25   26   27   28   ...   39


База данных защищена авторским правом ©genderis.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница