Структурные уровни организации материи в мироустройстве

Видео: Лекция 23: Структурные уровни организации материи

Наш разум позволяет сделать вывод о том, что множество совершенно разнородных объектов окружающего мира можно классифицировать по определенным признакам, вычленить какие-то объекты и объединить их в группу. Например, увидев несколько похожих кошек, мы говорим: «Это – сиамская порода кошек». Многообразие кошачьих пород составляет биологический вид животного, известного под названием «домашняя кошка». Сходство кошки, манула, леопарда и льва позволят нам объединить этих животных в «кошачьи», а кошачьих, грызунов и приматов – в млекопитающих. Как видим, уже самое поверхностное познание нами мира выявляет определенные структурные уровни организации материи.

Видео: Концепции современного естествознания

Слово «структура» в переводе с латыни означает упорядоченное строение, расположение. Можно предположить, что в структурной организации элементарные части формируют целокупность. Но не так все просто: кирпичный дом состоит из кирпичей (в этом смысле кирпич является элементом, а здание системой), однако ни штабеля кирпича, ни бессмысленно наваленная гора кирпича домом еще не являются. Для того чтобы части творили целостность, уровни организации материи должны быть соподчинены определенной иерархии и между ними должно быть взаимодействие. Если от дома отколется кирпичик, он не перестанет быть от этого домом – следовательно, элемент по отношению к системе играет подчиненную роль.

Поэтому можно предположить, что структурные уровни материи имеют основные принципы. Целостность – это основополагающий принцип: сумма свойств элементов (например, кирпичей) не тождественна свойству дома как жилища. Структурность определенного порядка обеспечивает его устойчивость: кирпичи скреплены раствором, поддерживают крышу. В системе есть четкая иерархия и соподчиненность: каждый объект может рассматриваться как элемент и как целое (например, по отношению к кирпичу дом – структура, а по отношению к жилому массиву – элемент- также и кирпич является системой по отношению к составляющим его материальным частицам).

Отсюда возникает вопрос: а насколько множественны эти структурные уровни организации материи? Эпикур писал, что вся материя состоит лишь из атомов и пустоты. Сейчас наука подвинулась немного вперед, и с помощью техники мы можем говорить о том, что материя состоит из молекул, которые являются совокупным порядком для атомов, те являются системой для электронов и ядер, ядра – для нуклонов, а нуклоны – для кварков. На кварках современная наука пока остановилась, но теоретически это – не предел. Не исключено, что через пару десятков лет ученые выявят еще меньшие частички материи.

Это если смотреть вглубь. А если смотреть вширь – какая система является самой крупной, рассматривающей как элементы все структурные уровни организации материи? Наша планета Земля, с ее живой и неживой природой, вместе с другими планетами и их спутниками входит в Солнечную систему. Солнце – не самая яркая звезда, затерянная на краю нашей галактики. И наша галактика находится в каком-то устойчивом взаимодействии с другими галактиками, образуя с ними Метагалактику (видимую часть Вселенной). Есть ли какой-то Супермир, о теоретическом существовании которого говорил еще Джордано Бруно в своем учении о множественности миров?

И под конец еще пару слов о связях между элементами, пронизывающими все структурные уровни организации материи. Связь по иерархии (другими словами, по «вертикали») является не единственной. В живой природе очень часто встречается связь по «горизонтали», где составляющие элементы не являются подчиненными один другому, а взаимодействуют, поддерживая систему. Так, в человеческом организме внутренние органы не уступают друг другу по значимости и не подчиняются друг другу. В неживой природе разнородные элементы, составляя систему, могут менять свои свойства и приобретать новые. Вот простой пример: Н2О – молекула воды. Водород горит, кислород поддерживает процесс горения. Однако, объединившись, они образуют вещество, гасящее огонь. Таким образом, система обладает некоторыми новыми свойствами, присущими только ей как некоей совокупности.