Файл: ЧТО ЕСТЬ ФИЛОСОФИЯ.doc

1. Механическое движение, рассматриваемое как перемещение земных и небесных масс.

2. Физическое движение, которое сводится к молекулярным процессам. (Заметим при этом, что уже во времена Энгельса было известно, что фактически существует ряд физических форм движения, которые охватывают тепловые, электрические, магнитные и др. физические процессы и которые в своей совокупности весьма условно могут быть названы молекулярными).

3. Химическое движение – в виде разъединения и соединения атомов в молекулы.

4. Биологическое движение, специфическое для органического мира, для явлений жизни (по определению Энгельса, жизнь есть способ существования особо сложных химических соединений – белковых тел).

5. Социальное движение, возникшее в связи с появлением человека и развитием его отличной от поведения животных целенаправленной трудовой деятельности.

Созданная Энгельсом концепция форм движения материи содержала также следующие важные положения.

• Формы движения материи различаются по степени сложности. Поэтому различают низшие формы движения (механическая, физическая, химическая) и высшие формы (биологическая и социальная).

• Формы движения материи имеют своих материальных носителей (представления о последних существенно расширились в ХХ веке в связи с новыми взглядами на строение материи, возникшими на основе успехов естествознания).

• Будучи качественно различными, формы движения материи взаимосвязаны. Последнее проявляется: в виде генетической связи, сущность которой в том, что высшие формы движения возникают на основе низших (их синтез) и в виде структурной связи, которая свидетельствует, что высшие формы непременно включают в себя низшие, но не сводятся к ним (т.е. своей специфики не утрачивают).

• Формы движения в неорганической и живой природе при определенных условиях могут превращаться друг в друга.

• Предложенная концепция форм движения материи стала основой для классификации наук.

III.6. ЧЕТВЕРТАЯ НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ ПЕРВЫХ ДЕСЯТИЛЕТИЙ ХХ ВЕКА.

ПРОНИКНОВЕНИЕ В ГЛУБЬ МАТЕРИИ.

КВАНТОВО-РЕЛЯТИВИСТСКИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МИРЕ

Еще в конце XIX в. большинство ученых склонялось к точке зрения, что физическая картина мира в основном построена и останется в дальнейшем незыблемой. Предстоит уточнять лишь детали. Но в первые десятилетия XX века физические воззрения изменились коренным образом. Это было следствием «каскада» научных открытий, сделанных в течение чрезвычайно короткого исторического периода, охватывающего последние годы XIX столетия и первые десятилетия XX в.

В 1896 г. французский физик Антуан Анри Беккерель (1852-1908) открыл явление самопроизвольного излучения урановой соли. Исследуя это явление, он наблюдал разряд наэлектризованных тел под действием указанного излучения и установил, что активность препаратов урана оставалась неизменной более года. Однако природа нового явления еще не была понята.

---

В его исследование включились французские физики, супруги Пьер Кюри (1859–1906) и Мария Склодовская-Кюри (1867-1934). В 1898 г. были открыты новые элементы, также обладающие свойством испускать «беккерелевы лучи», — полоний и радий. Это свойство супруги Кюрина назвали радиоактивностью.

А годом раньше, в 1897 г., в лаборатории Кавендиша и Кем­бридже при изучении электрического разряда в газах (катодных лучей) английский физик Джозеф Джон Томсон (1856—1940) открыл первую элементарную частицу — электрон. В последующих опытах по измерению заряда электрона и получению отношения этого заряда к массе было обнаружено совершенно необычное явление зависимости массы электрона от его скорости. Уяснив, что электроны являются составными частями атомов всех веществ, Дж. Дж. Томсон предложил в 1903 г. первую (электромагнитную) модель атома. Согласно этой модели, отрицательно заряженные электроны располагаются определенным образом (как бы «плавают») внутри положительно заряженной сферы. Сохранение электронами определенного места в сфере есть результат равновесия между положительным равномерно распределенным ее зарядом и отрицательными зарядами электронов. Но модель «атома Томсона» просуществовала сравнительно недолго.

В 1911 г. знаменитый английский физик Эрнест Резерфорд (1871—1937) предложил свою модель атома, которая получила название планетарной. Появлению этой новой модели атома предшествовали эксперименты, проводимые Э. Резерфордом и его учениками, ставшими впоследствии знаменитыми физиками, Гансон Гейгером (1882—1945) и Эрнстом Марсденом (1889-1970). В результате этих экспериментов, показавших неприемлемость модели атома Дж. Дж. Томсона, было обнаружено, что в атомах существуют ядра — положительно заряженные микрочастицы, размер которых очень мал по сравнению с размерами атомов. Но масса атома почти полностью сосредоточена в его ядре. Исходя из этих новых представлений, Резерфорд и выдвинул свое понимание строения атома, которое он обнародовал 7 марта 1911 г. на заседании Манчестерского философского общества. По его мнению, атом подобен Солнечной системе: он состоит из ядра и электронов, которые обращаются вокруг него.

Но планетарная модель Резерфорда обнаружила серьезный недостаток: она оказалась несовместимой с электродинамикой Максвелла. Согласно законам электродинамики, любое тело (частица), имеющее электрический заряд и движущееся с ускорением, обязательно должно излучать электромагнитную энергию. Но в этом случае электроны очень быстро потеряли бы свою кинетическую энергию и упали на ядро. С этой точки зрения, оставалась непонятной необычайная устойчивость атомов. Кроме того, в соответствии с законами электродинамики, частота излучаемой электроном электромагнитной энергии должна бытъ равна частоте собственных колебаний электрона в атоме или (что то же) числу оборотов электрона вокруг ядра в секунду. Но в этом случае спектр излучения электрона должен быть непрерывным, так как этектрон, приближаясъ к ядру, менял бы свою частоту. Опыт же показывал другое: атомы дают электромагнитное излучение только определенных частот (именно поэтому атомные спектры называют линейчатыми, т. е. состоящими из вполне определенных линий). Такая определенность спектра, его ярко выраженная химическая индивидуальность очень труд­но совмещается с универсальностью электрона, заряд и масса которого не зависят от природы атома.

---

Разрешение этих противоречий выпало на долю известного датского физика Нильса Бора (1885—1962), предложившего свое представление об атоме. Последнее основывалось на квантовой теории, начало которой было положено на рубеже XX в. немецким физиком Максом Планком (1858—1947). Планк выдвинул гипотезу, гласящую, что испускание и поглощение электромагнитного излучения может происходить только дискретно, конечными порциями — квантами.

Предложенная Бором модель атома, которая возникла в результате развития исследований радиоактивного излучения и квантовой теории, фактически явилась дополненным и исправленным вариантом планетарной модели Резерфорда. Поэтому в истории атомной физики говорят о квантовой модели атома Резерфорда—Бора.

Следует отметить, что научные заслуги Резерфорда не ограничиваются исследованиями, приведшими к упомянутой планетарной модели атома. Совместно с английским химиком Фредериком Содди (1877—1956) он провел серьезное изучение радиоактивности. Резерфорд и Содди дали трактовку радиоактивного распада как процесса превращения химических элементов из одних в другие. «Неизменяемость свойств электронов при обычных физических и химических процессах, — писал Н. Бор, — непосредственно объясняется тем, что в таких процессах, хотя связи электронов и могут сильно меняться, ядро остается без изменений. Резерфордом была доказана и взаимная превращаемость атомных ядер под действием мощных сил. Тем самым Резерфорд открыл совершенно новую область исследований, которую часто называют современной алхимией ».

Это было поистине научной сенсацией. Впрочем, наука XX века принесла немало сенсационных открытий, многие из которых совершенно не укладывались в представление обыденного человеческого опыта. Ярким примером этого может служить теория относительности, созданная в начале нашего столетия мало кому известным тогда мыслителем Альбертом Эйнштейном (1879—1955). В 1905г. им была создана так называемая специальная теория относительности.

Хотя имя А. Эйнштейна по сей день в массовом сознании связывается с теорией относительности, эта теория была далеко не единственным его научным достижением. Опираясь на представление Планка о квантах, Эйнштейн еще в 1905 г. сумел обосновать природу фотоэффекта. Каждый электрон выбивается из металла под действием отдельного светового кванта, или фотона, который при этом теряет свою энергию. Часть этой энергии уходит на разрыв связи электрона с металлом. Эйнштейн показал зависимость энергии электрона от частоты светового кванта и энергии связи электрона с металлом.

В 1924 г. произошло крупное событие в истории физики: французский ученый Луи де Бройль (1892-1987) выдвинул идею о волновых свойствах материи. Наиболее убедительное подтверждение существования волновых свойств материи было получено в результате открытия (наблюдений) дифракции электронов в эксперименте, поставленном в 1927 г. американскими физиками Клинтоном Дэвиссоном (1881-1958) и Лестером Джермером (1896-1971). Быстрые электроны, проходя сквозь очень тонкие пластинки металла, вели себя подобно свету, проходящему мимо малых отверстий или узких щелей. Другими словами, распределение электронов, отражавшихся от пластинки и летевших лишь по некоторым избранным направлениям, было таким же, как если бы на пластинку падал пучок света с длиной волны, равной длине волны электрона, вычисленной по формуле де Бройля.

---

Экспериментально подтвержденная гипотеза де Бройля превратилась в принципиальную основу, пожалуй, наиболее широкой физической теории — квантовой механики. У объектов микромира, рассматриваемых с ее позиций, обнаружились такие свойства, которые совершенно не имеют аналогий в привычном нам мире. Прежде всего — это корпускулярно-волновая двойственность, или дуализм элементарных частиц (это и корпускулы и волны одновременно, а точнее — диалектическое единство свойств тех и других). Движение микрочастиц в пространстве и времени нельзя отождествлять с механическим движением макрообъекта. Например, положение элементарной частицы в пространстве в каждый момент времени не может быть определено с помощью системы координат, как для привычных нам тел окружающего мира. Движение микрочастиц подчиняется законам квантовой механики.

Об абсолютной непригодности законов классической механики в микромире свидетельствует, например, установленное видным немецким физиком Вернером Гейзенбергом(1901—1976) соотношение неопределенностей: если известно место положения частицы в пространстве, то остается неизвестным импульс (количество движения), и наоборот. Это одно из фундаментальных положений квантовой механики.

Все вышеизложенные революционные открытия в физике перевернули ранее существующие взгляды на мир. Исчезла убежденность в универсальности законов классической механики. Теперь уже вряд ли можно найти физика, который считал бы, что все проблемы его науки можно решить с помощью механических понятий и уравнений. Рождение и развитие атомной физики, таким образом, окончательно сокрушило прежнюю механистическую картину мира.

Вместе с этим закончился прежний, так называемый классический период в развитии естествознания, характерный для эпохи Нового времени. Наступил новый этап неклассического естествознания XX века, характеризующийся, в частности, новыми, квантово-релятивистскими представлениями о физической реальности.

III.7. ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ХХ ВЕКА И ДИАЛЕКТИКО-МАТЕРИАЛИСТИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

Наука ХХ века существенно дополнила, конкретизировала диалектико-материалистическую картину мира, созданную во второй половине XIX столетия.

Новые открытия в естествознании (прежде всего, в физике) уже в начале ХХ века подтвердили правильность отказа от какого бы то ни было естественнонаучного истолкования материи и перехода к философскому ее пониманию. Крушение существовавших в XIX веке представлений об абсолютной неделимости атома, о постоянстве массы (была обнаружена зависимость массы электрона от его скорости), о неизменяемости химических элементов (оказалось, что, например, химический элемент радий может превращаться в другой элемент - гелий) опровергло все прежние представления о материи, отождествлявшие ее то с неделимыми атомами, то с неизменной массой, то с веществом и т.д. В ХХ веке окончательно утвердилось философское понимание материи как объективной реальности. Это понимание не зависит от каких-либо существующих на данном историческом этапе представлений естествознания.

---

Научные исследования физических, химических, биологических, социальных явлений существенно расширили, углубили прежние представления о структуре и свойствах материи. Самая укрупненная классификация систем материального мира сводит последние к трем основным типам: к системам неорганической природы, органической (живой) природы и общества. В соответствии с достижениями науки в них выделяют различные структурные уровни.

В неживой природе – это уровни элементарных частиц, атомов, молекул, макротел (на Земле также – и геологических систем), планет, звезд, галактик и метагалактик. Если на рубеже XIX и ХХ в.в. была известна лишь одна элементарная частица – электрон, то на рубеже ХХ и XXIв.в. количество известных элементарных частиц исчисляется сотнями. Во второй половине ХХ века было выяснено, что элементарные частицы, образующие ядра атомов, сами обладают внутренней структурой и состоят из «еще более элементарных» частиц – кварков. Последние имеют весьма необычные свойства: они обладают дробными электрическими зарядами, что не характерно для других микрочастиц материи, и по-видимому, не могут существовать в свободном, не связанном виде. Кварковая гипотеза позволила предсказать существование ряда новых частиц, которые были затем обнаружены. Вместе с тем, на многие вопросы, касающиеся природы кварков, характера их взаимодействия и т.д. наука пока еще не дала ответа.

Наряду с успехами в исследовании микромира, современная наука имеет значительные достижения и в познании мегамира. В XYIII-XIXв.в. и даже в первой половине ХХ в. Господствовала теория стационарной Вселенной, которая представлялась статичной, не изменяющейся в пространстве. Такое понимание во второй половине ХХ в. было отброшено и заменено теорией расширяющейся Вселенной. Существует также гипотеза, что силы гравитационных полей в конце-концов остановят расширение Вселенной, которая затем начнет снова сжиматься до состояния бесконечно большой плотности (концепция «пульсирующей Вселенной»). Современная астрофизика внесла много нового в понимании эволюции звезд, открыла совершенно новые, неизвестные ранее космические объекты (пульсары, квазары).

Существенно расширились в ХХ столетии представления и о структурных уровнях органической природы, которые включают молекулярный уровень жизни, клеточный уровень (микроорганизмов, тканей и органов), уровни целого живого организма, сообществ организмов, биологических видов, биогеоценозов (совокупности видов различных организмов в единстве с природными условиями их существования) и, наконец, биосферы в целом, т.е. области распространения жизни на Земле. Прогресс в биологии еще в первой половине ХХ в. Привел к введению понятий гена (как единицы наследственного материала, ответственного за передачу по наследству определенного признака) и хромосомы (как структурного ядра клетки, обозначаемую ДНК, и являющуюся высокомолекулярным соединением – носителем наследственных признаков). Расшифровка молекулы ДНК в середине ХХ в. Послужила началом интенсивных исследований в области молекулярной биологии, которые к концу ХХ в. Вплотную подвели к расшифровке генома человека.

---