Mis on mõiste "aine"? Millised on mateeria omadused?

Asi- objektiivne reaalsus, mis on inimesele antud aistingutes ja eksisteerib temast sõltumatult. See on omamoodi substants, kõigi olemasolevate objektide ja süsteemide alus, nende omadused, nendevahelised seosed ja liikumisvormid, s.t. millest maailm koosneb.

Aine struktuur- lõpmatu hulga terviklike süsteemide olemasolu on omavahel tihedalt seotud.

Mateeria atribuudid, selle olemise universaalseteks vormideks on liikumine, ruum ja aeg, mida väljaspool mateeriat ei eksisteeri. Samamoodi ei saa olla materiaalseid objekte, millel ei oleks ajalis-ruumilisi omadusi.

Kosmos- objektiivset reaalsust, mateeria olemasolu vormi iseloomustab materiaalsete objektide (nähtuste) pikkus ja struktuur nende suhetes teiste objektide ja nähtustega.

Aeg- objektiivne reaalsus, mateeria olemasolu vormi iseloomustab materiaalsete objektide ja nähtuste olemasolu kestus ja järjepidevus nende suhetes teiste materiaalsete objektide ja nähtustega.

Eraldi tõstis esile Friedrich Engels viis aine liikumise vormi: füüsiline; keemiline; bioloogiline; sotsiaalne; mehaanilised.

Universaalsed omadused asjad on järgmised:

hävimatus ja hävimatus

eksisteerimise igavik ajas ja lõpmatus ruumis

mateeriat iseloomustab alati liikumine ja muutumine, eneseareng, ühtede olekute muutumine teisteks

kõigi nähtuste determinism

põhjuslikkus - nähtuste ja objektide sõltuvus materiaalsete süsteemide struktuursetest suhetest ja välismõjudest, neid põhjustavatest põhjustest ja tingimustest

peegeldus - avaldub kõigis protsessides, kuid sõltub interakteeruvate süsteemide struktuurist ja välismõjude olemusest. Peegelduse omaduse ajalooline areng toob kaasa selle kõrgeima vormi - abstraktse mõtlemise - tekkimise

Aine olemasolu ja arengu universaalsed seadused:

Ühtsuse ja vastandite võitluse seadus

Kvantitatiivsete muutuste kvalitatiivseks ülemineku seadus

Eituse eituse seadus

mateeria organiseerituse struktuursed tasandid elutus looduses.

Igal aine struktuuritasandil on erilised (tekkivad) omadused puudu muudel tasanditel. Igal struktuuritasandil on alluvussuhted, näiteks hõlmab molekulaarne tase aatomitaset ja mitte vastupidi. Igasugune kõrgem vorm tekib madalama põhjal, sisaldab seda sublateeritud kujul. See tähendab sisuliselt seda, et kõrgemate vormide eripära saab teada vaid madalamate vormide struktuuride analüüsi põhjal. Ja vastupidi, madalamat järku vormi olemust saab teada ainult tema suhtes kõrgema ainevormi sisu põhjal.

Loodusteadustes eristatakse kahte suurt materiaalsete süsteemide klassi: süsteeme elutu loodus ja eluslooduse süsteemid. AT elutu loodus Aine organiseerimise struktuursed tasemed on järgmised:

1) vaakum (minimaalse energiaga väljad), 2) väljad ja elementaarosakesed, 3) aatomid, 4) molekulid, makrokehad, 5) planeedid ja planeedisüsteemid, 6) tähed ja tähesüsteemid, 7) galaktika, 8) metagalaktika, 9 ) Universum.

Eluslooduses eristatakse kahte kõige olulisemat aine organiseerituse struktuuritasandit – bioloogilist ja sotsiaalset. Bioloogiline tase hõlmab:

rakueelne tase (valgud ja nukleiinhapped);

• rakk kui elus- ja ainuraksete organismide "telliskivi";
• mitmerakuline organism, selle elundid ja koed;
• populatsioon - teatud territooriumil hõivatud sama liigi isendite kogum, mis ristuvad üksteisega vabalt ja on osaliselt või täielikult isoleeritud teistest oma liigirühmadest;
• biotsenoos - populatsioonide kogum, milles mõne jääkproduktid on tingimused teatud maismaa- või veepiirkonnas elavate teiste organismide eksisteerimiseks;
• biosfäär - planeedi elusaine (kõikide elusorganismide, sealhulgas inimeste kogum).

Maal elu arengu teatud etapis tekkis mõistus, tänu millele tekkis mateeria sotsiaalne struktuurne tase. Sellel tasandil on: indiviid, perekond, kollektiiv, sotsiaalne rühm, klass ja rahvus, riik, tsivilisatsioon, inimkond tervikuna.

ainekorralduse struktuursed tasandid eluslooduses.

Kaasaegsete loodusteaduslike vaadete kohaselt on kõik loodusobjektid järjestatud, struktureeritud, hierarhiliselt organiseeritud süsteemid. Loodusteadustes eristatakse kahte suurt materiaalsete süsteemide klassi: eluta looduse süsteeme ja eluslooduse süsteeme.

Eluslooduses kuuluvad ainekorralduse struktuursete tasandite hulka rakueelse tasandi süsteemid - nukleiinhapped ja valgud; rakud kui bioloogilise organiseerituse eritase, mis on esindatud üherakuliste organismide ja elusaine elementaarüksuste kujul; taimestiku ja loomastiku mitmerakulised organismid; üle organismi struktuuride, sealhulgas liikide, populatsioonide ja biotsenooside ning lõpuks ka biosfääri kui kogu elusaine massi. Looduses on kõik omavahel seotud, seetõttu on võimalik eristada selliseid süsteeme, mis sisaldavad nii elava kui ka eluta looduse elemente - biogeotsenoosi.

Loodusteadused, olles alustanud materiaalse maailma uurimist kõige lihtsamate materiaalsete objektidega, mida inimene vahetult tajub, jätkavad aine süvastruktuuride kõige keerukamate objektide uurimist, mis väljuvad inimese tajust ja on võrreldamatud inimtaju objektidega. igapäevane kogemus Süstemaatilist lähenemist rakendades ei erista loodusteadus lihtsalt materiaalsete süsteemide tüüpe, vaid avab nende seosed ja korrelatsioonid. Teaduses on aine ehitusel kolm tasandit – makromaailm, mikromaailm ja megamaailm.

Esimest korda esineb mateeria mõiste (hüle) Platonis. Mateeria on tema mõistes teatud substraat (materjal), millel puuduvad omadused, millest moodustuvad erineva suuruse ja kujuga kehad; see on vormitu, ebamäärane, passiivne. Tulevikus identifitseeriti aine reeglina konkreetse aine või aatomitega. Teaduse ja filosoofia arenedes kaotab mateeria mõiste järk-järgult oma sensoorsed-konkreetsed tunnused ja muutub üha abstraktsemaks. Selle eesmärk on hõlmata lõpmatu mitmekesisus kõigest, mis tegelikult eksisteerib ja on teadvusele taandamatu.
Dialektilis-materialistlikus filosoofias määratletakse mateeriat kui objektiivset reaalsust, mis on meile aistingutes antud, eksisteerib sõltumatult inimteadvusest ja peegeldub sellest. See määratlus on tänapäeva vene filosoofilises kirjanduses enim aktsepteeritud. Mateeria on ainuke aine, mis eksisteerib. See on igavene ja lõpmatu, mitteloov ja hävimatu, ammendamatu ja pidevas liikumises, võimeline iseorganiseeruma ja peegeldama. See on olemas – causa sui, iseenda põhjus (B. Spinoza). Kõik need omadused (substantiaalsus, ammendamatus, hävimatus, liikumine, igavik) on mateeriast lahutamatud ja seetõttu nimetatakse neid selle atribuutideks. Mateeriast lahutamatud on ka selle vormid – ruum ja aeg.
Mateeria on keeruline süsteemikorraldus. Kaasaegsete teaduslike andmete kohaselt saab aine struktuuris (jaotusprintsiibiks elu olemasolu) eristada kahte peamist taset: anorgaaniline aine (elutu loodus) ja orgaaniline aine (loomne loodus).
Anorgaaniline olemus hõlmab järgmisi struktuuritasemeid:
1. Elementaarosakesed - füüsikalise aine väikseimad osakesed (footonid, prootonid, neutriinod jne), millest igaühel on oma antiosake. Praegu on teada üle 300 elementaarosakese (sealhulgas antiosakesed), sealhulgas nn "virtuaalsed osakesed", mis eksisteerivad vaheolekus väga lühikest aega. Elementaarosakeste iseloomulik tunnus
- vastastikuste transformatsioonide võime.
2. Aatom - keemilise elemendi väikseim osake, mis säilitab oma omadused. See koosneb tuumast ja elektronkihist. Aatomi tuum koosneb prootonitest ja neutronitest.
3. Keemiline element - ühesuguse tuumalaenguga aatomite kogum. Tuntakse 107 keemilist elementi (19 saadakse kunstlikult), millest koosnevad kõik eluta ja eluslooduse ained.
4. Molekul - aine väikseim osake, millel on kõik selle keemilised omadused. Koosneb keemiliste sidemetega ühendatud aatomitest.
5. Planeedid – Päikesesüsteemi kõige massiivsemad kehad, mis liiguvad elliptilistel orbiitidel ümber päikese.
6. Planeedisüsteemid.
7. Tähed on Päikesega sarnased helendavad gaasilised (plasma) pallid: need sisaldavad suurema osa Universumi ainest. Need tekivad gaasi-tolmu keskkonnast (peamiselt vesinikust ja heeliumist).
8. Galaktikad - hiiglaslikud kuni sadade miljardite tähtede) tähesüsteemid, eriti meie galaktika (Linnutee), mis sisaldab rohkem kui 100 miljardit tähte.
9. Galaktikate süsteem.
Orgaanilisel loodusel (biosfäär, elu) on järgmised tasemed (iseorganiseerumise tüübid):
1. Pretsellulaarne tase - desonukleiinhapped, ribonukleiinhapped, valgud. Viimased - kõrge molekulmassiga orgaanilised ained, mis on ehitatud 20 aminohappest, moodustavad (koos nukleiinhapetega) kõigi organismide elutegevuse aluse.
2. Rakk – elementaarne elusüsteem, kõigi taimede ja loomade ehituse ja elutegevuse alus.
3. Taimestiku ja loomastiku mitmerakulised organismid
- üksikisikud või nende kombinatsioon.
4. Populatsioon - ühe liigi isendite kogum, kes hõivavad teatud ruumi pikka aega ja taastoodavad end suure hulga põlvkondade jooksul.
5. Biotsenoos - taimede, loomade ja mikroorganismide kogum, mis asustab teatud maa- või veeala.
6. Biogeocenoos (ökosüsteem) - maapinna homogeenne ala, elusorganismide ja nende elupaiga moodustatud üksik looduslik kompleks.
Aine jaguneb kolmeks tasandiks:
1. Makromaailm - objektide kogum, mille mõõde on korrelatsioonis inimkogemuse skaalaga: ruumilisi suurusi väljendatakse millimeetrites, sentimeetrites, kilomeetrites ja aega - sekundites, minutites, tundides, aastates.
2. Mikrokosmos - üliväikeste, otseselt mittejälgitavate mikroobjektide maailm, mille ruumiline mõõde on arvutatud kuni 10 (-8) - kuni 16 (-16) cm ja eluiga on lõpmatusest kuni 10 ( -24) sek.
3. Megamaailm – tohutute kosmiliste mastaapide ja kiirustega maailm, mille vahemaad mõõdetakse valgusaastates (ja valguse kiirus on 3 000 000 km/s) ning kosmoseobjektide eluiga on miljoneid ja miljardeid aastaid.
See on materialismi vaatenurk. Erinevalt materialistidest eitavad idealistid mateeriat kui objektiivset reaalsust. Subjektiivsete idealistide (Berkeley, Mach) jaoks on mateeria "aistingute kompleks", objektiivsete idealistide (Platon, Hegel) jaoks on see vaimu produkt, idee "teispoolsus".
3. Liikumine ja selle põhivormid. Ruum ja aeg.
Kõige laiemas tähenduses on liikumine mateeria suhtes rakendatuna "muutus üldiselt", see hõlmab kõiki maailmas toimuvaid muutusi. Ideed liikumisest kui muutusest tekkisid juba antiikfilosoofias ja arenesid kahel põhijoonel – materialistlikul ja idealistlikul.
Idealistid mõistavad liikumist mitte kui muutusi objektiivses reaalsuses, vaid kui muutusi sensoorsetes esitustes, ideedes ja mõtetes. Seega püütakse mõelda liikumisest ilma mateeriata. Materialism rõhutab liikumise atributiivset olemust mateeria suhtes (selle lahutamatust sellest) ja mateeria liikumise ülimuslikkust seoses muutustega vaimus. Nii kaitses F. Bacon ideed, et mateeria on täis tegevust ja on tihedalt seotud liikumisega kui selle kaasasündinud omadusega.
Liikumine on atribuut, mateeria lahutamatu omadus, need on omavahel tihedalt seotud ega eksisteeri üksteiseta. Teadmiste ajaloos on aga püütud seda omadust mateeriast lahti rebida. Seega toetasid "energismi" - filosoofia ja loodusteaduse suundumust, mis tekkis 19. sajandi lõpus. - kahekümnenda sajandi algus. nad püüdsid taandada kõik loodusnähtused energia modifikatsioonideks, millel puudus materiaalne alus, s.t. liikumise (ja energia on mateeria erinevate liikumisvormide üldine kvantitatiivne mõõt) aine küljest lahtirebimiseks. Samas tõlgendati energiat puhtvaimse nähtusena ja seda “vaimset substantsi” kuulutati kõige olemasoleva aluseks.
See kontseptsioon ei sobi kokku energia muundamise jäävuse seadusega, mille kohaselt ei teki looduses energia mitte millestki ega kao; see saab muutuda ainult ühest vormist teise. Seetõttu on liikumine hävimatu ja mateeriast lahutamatu.
Mateeria on liikumisega tihedalt seotud ja eksisteerib oma konkreetsete vormide kujul. Peamised neist on: mehaanilised, füüsikalised, keemilised, bioloogilised ja sotsiaalsed. Selle klassifikatsiooni pakkus esmakordselt välja F. Engels, kuid praeguseks on see läbinud teatud konkretiseerimise ja täpsustamise. Niisiis, tänapäeval on arvamusi, et iseseisvad liikumisvormid on geoloogilised, ökoloogilised, planetaarsed, arvuti jne.
Kaasaegses teaduses arendatakse ideid, et mehaaniline liikumine ei ole seotud ühegi aine organiseerimise struktuurilise tasandiga. Pigem on see aspekt, mingi lõige, mis iseloomustab mitme sellise tasandi koosmõju. Samuti on muutunud vajalikuks teha vahet kvantmehaanilisel liikumisel, mis iseloomustab elementaarosakeste ja aatomite vastasmõju, ja makrokehade makromehaanilist liikumist.
Ideid aine liikumise bioloogilise vormi kohta on oluliselt rikastatud. Ideid selle peamiste materjalikandjate kohta viimistleti. Lisaks valgumolekulidele on elu molekulaarseks kandjaks eraldatud DNA ja RNA happed.
Aine liikumisvormide ja nende omavaheliste seoste iseloomustamisel tuleb silmas pidada järgmist:
1. Iga vorm on kvalitatiivselt spetsiifiline, kuid kõik need on lahutamatult seotud ja võivad sobivatel tingimustel äkitselt muutuda ringiks.
2. Lihtsad (madalamad) vormid on kõrgemate ja keerukamate vormide aluseks.
3. Kõrgemad liikumisvormid hõlmavad madalamaid vorme transformeeritud kujul. Viimased on teisejärgulised kõrgemale vormile, millel on oma seadused.
4. Kõrgemate vormide taandamine madalamateks on lubamatu. Seega püüdsid mehhanismi pooldajad (XVII-XIX sajand) kõiki loodus- ja ühiskonnanähtusi seletada vaid klassikalise mehaanika seaduste abil. Mehhanism on reduktsionismi vorm, mille kohaselt saab kõrgemaid organisatsioonivorme (näiteks bioloogilisi ja sotsiaalseid) taandada madalamateks (näiteks füüsikalisteks või keemilisteks) ja täielikult seletada ainult viimaste seadustega (näiteks sotsiaaldarvinism).
Liikumine kui "muutus üldiselt" jaguneb mitte ainult selle põhivormide, vaid ka tüüpide järgi. Kvantiteet on objekti väline kindlus (selle suurus, maht, suurus, tempo jne);
see on muutus, mis toimub objektiga, ilma selle radikaalse muutumiseta (näiteks kõndiv inimene). Kvaliteet on eseme sisemise struktuuri, selle olemuse (näiteks liblikrüsaali, taigna-leiva) põhiline transformatsioon. Liikumise eriliik on areng. Arengu all mõistetakse objekti või nähtuse (näiteks inimelu, ajaloo liikumise, teaduse arengu) pöördumatut, progresseeruvat, kvantitatiivset ja kvalitatiivset muutust. Võib esineda struktuuri komplikatsioon, objekti või nähtuse organiseerituse taseme tõus, mida tavaliselt iseloomustatakse kui progressi. Kui liikumine toimub vastupidises suunas - täiuslikumatest vormidest vähem täiuslikele, siis on see taandareng. Arenguteadus oma täies vormis on dialektika.
Ruum ja aeg. Ruum on mateeria eksisteerimise vorm, mis väljendab materiaalsete objektide ulatust, struktuuri, kooseksisteerimise ja kõrvutuse järjekorda.
Aeg on mateeria eksisteerimise vorm, mis väljendab materiaalsete objektide eksisteerimise kestust ja objektidega toimuvate muutuste jada.
Aeg ja ruum on tihedalt läbi põimunud. See, mis toimub ruumis, toimub samaaegselt ajas ja see, mis toimub ajas, on ruumis.
Filosoofia ja teaduse ajaloos on välja kujunenud kaks ruumi ja aja põhikontseptsiooni:
1. Substantsi mõiste käsitleb ruumi ja aega eriliste iseseisvate üksustena, mis eksisteerivad koos materiaalsete objektidega ja neist sõltumatult. Ruum kahandati lõpmatuks tühjuseks (“seinteta kast”), mis sisaldas kõiki kehasid, samas kui aeg vähendati “puhta” kestuseni. See Demokritose üldsõnaliselt sõnastatud idee sai oma loogilise järelduse Newtoni absoluutse ruumi ja aja kontseptsioonis, kes uskus, et nende omadused ei sõltu maailmas toimuvate materiaalsete protsesside olemusest.
2. Suhtemõiste käsitleb ruumi ja aega mitte kui erilisi mateeriast sõltumatuid entiteete, vaid kui asjade olemasolu vorme ja ilma nende asjadeta ei eksisteeri neid iseenesest (Aristoteles, Leibniz, Hegel).
Substantsiaalsed ja suhtelised mõisted ei ole üheselt seotud materialistliku või idealistliku maailmatõlgendusega, nii ühel kui teisel alusel välja töötatud. Dialektiline materialistlik ruumi ja aja kontseptsioon oli
sõnastatud relatsioonilise lähenemise raames.
Ruumil ja ajal kui mateeria olemasolu vormidel on nii ühised kui ka igale vormile iseloomulikud omadused. Nende universaalsete omaduste hulka kuuluvad: objektiivsus ja sõltumatus inimteadvusest, nende lahutamatu seos üksteisega ja liikuva ainega, kvantitatiivne ja kvalitatiivne lõpmatus, igavik. Ruum iseloomustab mateeria ulatust, selle struktuuri, elementide vastasmõju materiaalsetes süsteemides. See on mis tahes materiaalse objekti olemasolu vältimatu tingimus. Reaalse olemise ruum on kolmemõõtmeline, homogeenne ja isotroopne. Ruumi homogeensus on seotud mis tahes viisil "eraldatud" punktide puudumisega selles. Ruumi isotroopia tähendab selles mis tahes võimaliku suuna võrdsust.
Aeg iseloomustab materiaalset olemist kui igavest ja hävimatut tervikuna. Aeg on ühemõõtmeline (olevikust tulevikku), asümmeetriline ja pöördumatu.
Aja ja ruumi avaldumine on erinevates liikumisvormides erinev, seetõttu on viimasel ajal eristatud bioloogilisi, psühholoogilisi, sotsiaalseid ja muid ruume ja aega.
Nii näiteks seostatakse psühholoogilist aega selle vaimsete seisundite, hoiakute jne. Aeg antud olukorras võib “aeglustada” või, vastupidi, “kiireneda”, “lendab” või “venib”. See on subjektiivne ajataju.
Bioloogiline aeg on seotud elusorganismide biorütmidega, päeva ja öö vaheldumisega, aastaaegade ja päikese aktiivsuse tsüklitega. Samuti arvatakse, et bioloogilisi ruume on palju (näiteks teatud organismide või nende populatsioonide levialad).
Ka sotsiaalne aeg, mis on seotud inimkonna arengu, ajalooga, võib selle kulgu kiirendada ja aeglustada. Selline kiirenemine on teaduse ja tehnika arenguga seoses eriti iseloomulik kahekümnendale sajandile. Teaduslik ja tehnoloogiline revolutsioon surus sõna otseses mõttes kokku sotsiaalse ruumi ja kiirendas uskumatult aja kulgu, andes sotsiaal-majanduslike protsesside arengule plahvatusliku iseloomu. Planeet on muutunud inimkonnale tervikuna väikeseks ja kitsaks ning ühest otsast teise liikumise aega mõõdetakse nüüd tundides, mis oli isegi eelmisel sajandil lihtsalt mõeldamatu.
Kahekümnendal sajandil lahendati nende kahe mõiste vaheline vaidlus loodus- ja täppisteaduste avastuse põhjal. Suhteline võidab. Niisiis jõudis N. Lobatševski oma mitteeukleidilises geomeetrias järeldusele, et ruumi omadused ei ole alati ja kõikjal ühesugused ja muutumatud, vaid need muutuvad sõltuvalt aine kõige üldisematest omadustest. Relatiivsusteooria järgi
A. Einsteini sõnul sõltuvad kehade ajalis-ruumilised omadused nende liikumiskiirusest (ehk mateeria näitajatest). Ruumilised mõõtmed vähenevad liikumissuunas, kui keha kiirus läheneb valguse kiirusele vaakumis (300 000 km/s) ja ajaprotsessid kiiresti liikuvates süsteemides aeglustuvad. Ta tõestas ka, et aeg aeglustub massiivsete kehade läheduses, nagu ka planeetide keskmes. See efekt on seda märgatavam, seda suurem on taevakehade mass.
Seega näitas A. Einsteini relatiivsusteooria lahutamatut seost mateeria, ruumi ja aja vahel.

Klassikalises loodusteaduses ja eelkõige eelmise sajandi loodusteaduses esindas aine struktuurse korralduse põhimõtete õpetust klassikaline atomism. Just atomismile suleti igast teadusest pärit teoreetilised üldistused. Atomismi ideed olid teadmiste sünteesi ja selle algse tugipunkti aluseks. Tänapäeval on kõigi loodusteaduste valdkondade kiire arengu mõjul klassikaline atomism läbimas intensiivseid muutusi. Kõige olulisemad ja laiemalt olulised muutused meie ettekujutustes mateeria struktuurse korralduse põhimõtetest on need muutused, mis väljenduvad süsteemsete ideede praeguses arengus.

Aine hierarhilise astmelise struktuuri üldine skeem, mis on seotud suhteliselt sõltumatute ja stabiilsete tasandite, sõlmpunktide olemasolu tunnistamisega aine jagunemiste jadades, säilitab oma tugevuse ja heuristilised tähendused. Selle skeemi kohaselt on teatud ainetaseme diskreetsed objektid, mis astuvad spetsiifilistesse interaktsioonidesse, algallikateks põhimõtteliselt uut tüüpi objektide tekkeks ja arendamiseks, millel on erinevad omadused ja interaktsiooni vormid. Samal ajal määrab algsete, suhteliselt elementaarsete objektide suurem stabiilsus ja sõltumatus kõrgema taseme objektide korduvad ja püsivad omadused, seosed ja mustrid. See positsioon on erineva iseloomuga süsteemide puhul sama.

Aine struktuur ja süsteemne korraldus kuuluvad selle olulisemate atribuutide hulka, need väljendavad aine olemasolu korrastatust ja selle avaldumise spetsiifilisi vorme.

Aine struktuuri all mõistetakse tavaliselt selle struktuuri makrokosmoses, s.t. olemasolu molekulide, aatomite, elementaarosakeste jne kujul. Selle põhjuseks on asjaolu, et inimene on makroskoopiline olend ja makroskoopilised kaalud on talle tuttavad, seetõttu seostatakse struktuuri mõistet enamasti erinevate mikroobjektidega.

Kui aga vaadelda ainet tervikuna, siis aine struktuuri mõiste hõlmab ka makroskoopilisi kehasid, kõiki megamaailma kosmilisi süsteeme ja mis tahes meelevaldselt suurel aegruumi skaalal. Sellest vaatenurgast väljendub mõiste "struktuur" selles, et see eksisteerib lõpmatu hulga terviklike süsteemide kujul, mis on omavahel tihedalt seotud, aga ka iga süsteemi struktuuri korrastatuses. Selline struktuur on kvantitatiivses ja kvalitatiivses mõttes lõpmatu.

Aine struktuurse lõpmatuse ilmingud on järgmised:

– mikromaailma objektide ja protsesside ammendamatus;

- ruumi ja aja lõpmatus;

– muutuste ja protsesside arengu lõpmatus.

Kõigist objektiivse reaalsuse vormidest jääb empiiriliselt ligipääsetavaks ainult materiaalse maailma piiratud ala, mis ulatub nüüd skaalal 10–15–10 28 cm ja ajaliselt kuni 2 × 10 9. aastat.

Aine struktuursus ja süsteemne korraldus on ühed selle olulisemad atribuudid. Need väljendavad mateeria olemasolu ja selle spetsiifiliste vormide korrapärasust, milles see avaldub.

Materiaalne maailm on üks: me mõtleme selle all, et kõik selle osad – elututest objektidest elusolenditeni, taevakehadest inimese kui ühiskonna liikmeni – on ühel või teisel viisil seotud.

Süsteem on midagi, mis on omavahel teatud viisil seotud ja allub vastavatele seadustele.

Komplekti järjestamine eeldab korrapäraste suhete olemasolu süsteemi elementide vahel, mis avaldub struktuurse korralduse seaduste kujul. Sisemine kord eksisteerib kõigis looduslikes süsteemides, mis tekivad kehade vastasmõju ja mateeria loomuliku isearengu tulemusena. Väline on tüüpiline tehissüsteemidele: tehniline, tööstuslik, kontseptuaalne jne.

Aine struktuuritasandid moodustuvad mis tahes klassi teatud objektide kogumist ja neid iseloomustab nende koostisosade vaheline eriline interaktsioon.

Erinevate struktuuritasandite eristamise kriteeriumiks on järgmised tunnused:

– aegruumi skaalad;

- kõige olulisemate omaduste kogum;

– konkreetsed liikumisseadused;

- suhtelise keerukuse aste, mis tekib aine ajaloolise arengu protsessis teatud maailma piirkonnas;

- mõned muud näidustused.

Praegu teadaolevaid aine struktuuritasemeid saab ülaltoodud tunnuste järgi eristada järgmisteks piirkondadeks.

1. Mikrokosmos. Need sisaldavad:

- elementaarosakesed ja aatomituumad - pindala suurusjärgus 10-15 cm;

- aatomid ja molekulid 10 -8 -10 -7 cm.

Mikrokosmos on molekulid, aatomid, elementaarosakesed - üliväikeste, otseselt mittejälgitavate mikroobjektide maailm, mille ruumiline mitmekesisus on arvutatud vahemikus 10 -8 kuni 10 -16 cm ja eluiga - lõpmatusest 10 -24. s.

2. Makromaailm: makroskoopilised kehad 10 -6 -10 7 cm.

Makrokosmos on inimesele vastavate stabiilsete vormide ja väärtuste maailm, aga ka molekulide, organismide, organismide koosluste kristalsed kompleksid; makroobjektide maailm, mille mõõde on võrreldav inimkogemuse skaalaga: ruumilisi suurusi väljendatakse millimeetrites, sentimeetrites ja kilomeetrites ning aega - sekundites, minutites, tundides, aastates.

Megamaailm on planeedid, tähekompleksid, galaktikad, metagalaktikad - tohutute kosmiliste mastaapide ja kiirustega maailm, mille kaugust mõõdetakse valgusaastates ning kosmoseobjektide eksisteerimise aeg on miljoneid ja miljardeid aastaid.

Ja kuigi neil tasanditel on oma spetsiifilised seadused, on mikro-, makro- ja megamaailm omavahel tihedalt seotud.

3. Megamaailm: kosmosesüsteemid ja piiramatud skaalad kuni 1028 cm.

Aine erinevat tasandit iseloomustavad erinevat tüüpi ühendused.

Skaalal 10–13 cm täheldatakse tugevaid vastastikmõjusid, tuuma terviklikkuse tagavad tuumajõud.


Aatomite, molekulide, makrokehade terviklikkuse tagavad elektromagnetilised jõud.


Kosmilisel skaalal - gravitatsioonijõud.


Objektide suuruse suurenemisega interaktsiooni energia väheneb. Kui võtta gravitatsioonilise interaktsiooni energia ühikuna, on elektromagnetiline interaktsioon aatomis 1039 korda suurem ja nukleonide - tuuma moodustavate osakeste - vaheline interaktsioon 1041 korda suurem. Mida väiksemad on materjalisüsteemide mõõtmed, seda tugevamalt on nende elemendid omavahel seotud.


Aine jagunemine struktuuritasanditeks on suhteline. Kättesaadavates aegruumis mastaapides avaldub aine struktuur selle süsteemses organiseerituses, eksisteerimises paljude hierarhiliselt interakteeruvate süsteemide kujul, alustades elementaarosakestest ja lõpetades metagalaktikaga.


Rääkides struktuursusest - materiaalse eksistentsi sisemisest lahkamisest, võib märkida, et ükskõik kui lai on teaduse maailmapildi ulatus, on see tihedalt seotud üha uute ja uute struktuurimoodustiste avastamisega. Näiteks kui varem sulges Universumi vaate Galaktika, seejärel laiendas see seda galaktikate süsteemiks, siis nüüd uuritakse metagalaktikat kui erilist süsteemi, millel on kindlad seadused, sise- ja välismõju.


Kaasaegses teaduses on laialdaselt kasutusel struktuurianalüüsi meetod, mis arvestab uuritavate objektide süstemaatilisust. Struktuur on ju materiaalse olemasolu sisemine tükeldamine, mateeria eksisteerimise viis. Aine struktuursed tasandid moodustuvad kindlast mis tahes tüüpi objektide komplektist ja neid iseloomustab eriline interaktsiooni viis nende koostisosade vahel, objektiivse reaalsuse kolme peamise sfääri suhtes näevad need tasandid välja sellised (tabel 1).


Tabel 1 – Aine struktuuritasemed


anorgaaniline olemus	Elav loodus	Ühiskond
Submikroelementaarne	Bioloogiline makromolekulaarne	Individuaalne
Mikroelementaarne	Mobiilne	Perekond
Tuuma	mikroorgaaniline	Kollektiivid
Aatomiline	Elundid ja koed	Suured sotsiaalsed rühmad (klassid, rahvused)
Molekulaarne	Kogu keha	Riik (kodanikuühiskond)
makrotasand	Populatsioonid	Riigisüsteemid
Megatase (planeedid, täht-planetaarsed süsteemid, galaktikad)	Biotsenoos	inimkond tervikuna
Megatase (metagalaktikad)	Biosfäär	Noosfäär

Iga objektiivse reaalsuse sfäär sisaldab mitmeid omavahel seotud struktuuritasandiid. Nendel tasanditel domineerivad koordinatsioonisuhted ja tasandite vahel - alluvad.


Materiaalsete objektide süstemaatiline uurimine ei hõlma mitte ainult võimaluste loomist paljude elementide suhete, seoste ja struktuuri kirjeldamiseks, vaid ka nende hulgast süsteemi moodustavate, s.t. tagama süsteemi eraldi toimimise ja arendamise. Süstemaatiline lähenemine materiaalsetele moodustistele eeldab võimalust mõista vaadeldavat süsteemi kõrgemal tasemel. Süsteemi iseloomustab tavaliselt hierarhiline struktuur, s.t. madalama taseme süsteemi järjestikune kaasamine kõrgema taseme süsteemi.


Seega hõlmab aine struktuur elutu looduse (anorgaanilise) tasandil elementaarosakesi, aatomeid, molekule (mikromaailma objektid, makrokehad ja megamaailma objektid: planeedid, galaktikad, metagalaktikate süsteemid jne). Metagalaktikat samastatakse sageli kogu Universumiga, kuid Universumit mõistetakse selle sõna kõige laiemas tähenduses, see on identne kogu materiaalse maailma ja liikuva ainega, mis võib hõlmata paljusid metagalaktikaid ja muid kosmosesüsteeme.


Ka elusloodus on struktureeritud. See tõstab esile bioloogilise ja sotsiaalse tasandi. Bioloogiline tase sisaldab alamtasemeid:


– makromolekulid (nukleiinhapped, DNA, RNA, valgud);


- raku tase;


– mikroorgaanilised (üherakulised organismid);


- keha organid ja kuded tervikuna;


- rahvaarv;


- biotsenoos;


- biosfääriline.


Selle tasandi põhimõisted viimasel kolmel alamtasandil on mõisted biotoop, biotsenoos, biosfäär, mis vajavad selgitamist.


Biotoop - sama liigi isendite kogu (kooslus) (näiteks hundikarja), kes suudavad ristuda ja paljuneda oma liiki (populatsioone).


Biotsenoos - organismide populatsioonide kogum, milles mõne jääkproduktid on tingimused teiste maismaa- või veeala asustavate organismide eksisteerimiseks.


Biosfäär on globaalne elusüsteem, geograafilise keskkonna osa (atmosfääri alumine osa, litosfääri ülemine osa ja hüdrosfäär), mis on elusorganismide elupaik, mis tagab nende ellujäämiseks vajalikud tingimused (temperatuur, pinnas, jne), mis on tekkinud interaktsiooni biotsenooside tulemusena.


Elu üldine alus bioloogilisel tasandil - orgaaniline ainevahetus (aine-, energia- ja teabevahetus keskkonnaga) - avaldub igal eristatud alamtasandil:


- organismide tasandil tähendab ainevahetus assimilatsiooni ja dissimilatsiooni rakusiseste transformatsioonide kaudu;


- ökosüsteemide tasandil (biotsenoos) koosneb algselt tootjaorganismide poolt eri liikidesse kuuluvate tarbimisorganismide ja hävitajaorganismide kaudu omastatud aine transformatsioonide ahelast;


- biosfääri tasandil toimub aine ja energia globaalne ringlus kosmilise ulatusega tegurite otsesel osalusel.


Biosfääri teatud arenguetapis tekivad erilised elusolendite populatsioonid, mis tänu oma töövõimele on moodustanud omamoodi tasandi - sotsiaalse. Sotsiaalne reaalsus struktuurses aspektis jaguneb alamtasanditeks: indiviidid, perekonnad, erinevad kollektiivid (tootmine), sotsiaalsed rühmad jne.


Ühiskondliku aktiivsuse struktuurne tasand on omavahel mitmetähenduslikes lineaarsetes suhetes (näiteks rahvuste ja riikide tasand). Erinevate tasandite põimumine ühiskonnas tekitab idee juhuse ja kaose domineerimisest sotsiaalses tegevuses. Kuid hoolikas analüüs paljastab selles fundamentaalsete struktuuride olemasolu - avaliku elu peamised sfäärid, milleks on materiaalne ja tootmissfäär, sotsiaalne, poliitiline, vaimne sfäär, millel on oma seadused ja struktuurid. Kõik need on teatud mõttes allutatud sotsiaal-majandusliku formatsiooni osana, sügavalt struktureeritud ja määravad sotsiaalse arengu kui terviku geneetilise ühtsuse.


Seega moodustub mis tahes kolmest materiaalse reaalsuse piirkonnast mitmest konkreetsest struktuuritasandist, mis on kindlas reaalsuse piirkonnas ranges järjekorras.


Üleminek ühest piirkonnast teise on seotud süsteemide terviklikkust tagavate moodustunud tegurite hulga komplitseerimise ja suurenemisega. Igal struktuuritasandil on alluvussuhted (molekulaarne tasand hõlmab aatomitaset ja mitte vastupidi). Uute tasandite mustrid on taandamatud tasandite mustriteks, mille alusel nad tekkisid, ja juhivad teatud ainekorralduse tasandit. Struktuurne korraldus, s.o. süsteem, on mateeria eksisteerimise viis.


2. KOLM BIOLOOGIA "KUJUT". TRADITSIOONILINE VÕI NATURALISTLIK BIOLOOGIA


Võite rääkida ka bioloogia kolmest põhisuunast või piltlikult öeldes bioloogia kolmest kujundist:


1. Traditsiooniline või naturalistlik bioloogia. Selle uurimisobjektiks on elav loodus selle loomulikus olekus ja jagamatus terviklikkuses – "looduse tempel", nagu Erasmus Darwin seda nimetas. Traditsioonilise bioloogia päritolu ulatub keskaega, kuigi siinkohal on üsna loomulik meenutada Aristotelese töid, kes käsitlesid bioloogia, bioloogilise progressi, elusorganisme süstematiseerida püüdnud Aristotelese töid (“Looduse redel”). Bioloogia muutmine iseseisvaks teaduseks – naturalistlik bioloogia langeb 18.-19. Naturalistliku bioloogia esimest etappi iseloomustas loomade ja taimede klassifikatsioonide loomine. Nende hulka kuuluvad tuntud klassifikatsioon C. Linnaeus (1707 - 1778), mis on traditsiooniline taimemaailma süstematiseerimine, samuti klassifikatsioon J.-B. Lamarck, kes rakendas taimede ja loomade klassifitseerimisel evolutsioonilist lähenemist. Traditsiooniline bioloogia ei ole praegusel ajal oma tähtsust kaotanud. Tõendusmaterjalina tuuakse välja ökoloogia positsioon bioloogiateaduste seas, aga ka kõigis loodusteadustes. Selle positsioonid ja autoriteet on praegu ülikõrged ning see põhineb eelkõige traditsioonilise bioloogia põhimõtetel, kuna uurib organismide omavahelisi suhteid (biootilised tegurid) ja keskkonnaga (abiootilised tegurid).


2. Funktsionaal-keemiline bioloogia, mis peegeldab bioloogia lähendamist täppisfüüsikaliste ja keemiateadustega. Füüsikalis-keemilise bioloogia eripäraks on eksperimentaalsete meetodite laialdane kasutamine, mis võimaldab uurida elusainet submikroskoopilisel, supramolekulaarsel ja molekulaarsel tasemel. Füüsikalise ja keemilise bioloogia üks olulisemaid sektsioone on molekulaarbioloogia – teadus, mis uurib elusaine aluseks olevate makromolekulide struktuuri. Bioloogiat nimetatakse sageli üheks 21. sajandi juhtivaks teaduseks.


Füüsikalis-keemilises bioloogias kasutatavad olulisemad katsemeetodid on märgistatud (radioaktiivsete) aatomite meetod, röntgendifraktsioonanalüüsi ja elektronmikroskoopia meetodid, fraktsioneerimismeetodid (näiteks erinevate aminohapete eraldamine), arvutite kasutamine jne.


3. Evolutsioonibioloogia. See bioloogia haru uurib organismide ajaloolise arengu seaduspärasusi. Praegu on evolutsionismi mõistest saanud tegelikult platvorm, millel toimub heterogeensete ja spetsiifiliste teadmiste süntees. Darwini teooria on kaasaegse evolutsioonibioloogia keskmes. Huvitav on ka see, et Darwin suutis omal ajal tuvastada selliseid fakte ja mustreid, millel on universaalne tähendus, s.t. tema loodud teooria on rakendatav mitte ainult elavas, vaid ka elutus looduses esinevate nähtuste seletamisel. Praegu on evolutsioonilise lähenemise omaks võtnud kõik loodusteadused. Samas on evolutsioonibioloogia iseseisev teadmiste valdkond, millel on oma probleemid, uurimismeetodid ja arenguväljavaated.


Praegu püütakse neid kolme bioloogia valdkonda (“kujutisi”) sünteesida ja moodustada iseseisev distsipliin – teoreetiline bioloogia.


4. Teoreetiline bioloogia. Teoreetilise bioloogia eesmärk on teadmine kõige fundamentaalsematest ja üldisematest põhimõtetest, seadustest ja omadustest, mis on elusaine aluseks. Siin esitavad erinevad uuringud erinevaid arvamusi küsimuses, mis peaks olema teoreetilise bioloogia aluseks. Vaatleme mõnda neist:


Bioloogia aksioomid. B.M. Väljapaistev teoreetik ja eksperimenteerija Mednikov tuletas välja 4 aksioomi, mis iseloomustavad elu ja eristavad seda "ebaelust".


Aksioom 1. Kõik elusorganismid peavad koosnema fenotüübist ja selle konstrueerimise programmist (genotüübist), mis pärandub põlvest põlve. Pärand ei ole mitte konstruktsioon, vaid konstruktsiooni kirjeldus ja valmistamise juhend. Elu ainult ühe genotüübi või fenotüübi alusel on võimatu, sest sellisel juhul ei ole võimalik tagada ei konstruktsiooni isetootmist ega ka selle iseseisvust. (D. Neumann, N. Wiener).


Aksioom 2. Geneetilised programmid ei teki uuesti, vaid replitseeritakse maatriksi teel. Eelmise põlvkonna geeni kasutatakse maatriksina, millele on üles ehitatud järgmise põlvkonna geen. Elu on maatrikskopeerimine, millele järgneb koopiate iseseisev kokkupanek (N.K. Koltsov).


Aksioom 3. Geneetilised programmid muutuvad põlvest põlve edasikandumise protsessis mitmete põhjuste tulemusena juhuslikult ja suunamatult ning ainult juhuslikult osutuvad need muutused adaptiivseteks. Juhuslike muutuste valik pole mitte ainult elu evolutsiooni alus, vaid ka selle kujunemise põhjus, sest selektsioon ei toimi ilma mutatsioonideta.


Aksioom 4.
Fenotüübi kujunemise käigus mitmekordistuvad juhuslikud muutused geneetilistes programmides, mis võimaldab neid keskkonnategurite järgi selekteerida. Fenotüüpide juhuslike muutuste võimendamise tõttu on eluslooduse areng põhimõtteliselt ettearvamatu (N.V. Timofejev-Resovski).


E.S. Bauer (1935) esitas elu peamise tunnusena elussüsteemide stabiilse mittetasakaalu põhimõtte.


L. Bertalanffy (1932) käsitles bioloogilisi objekte kui avatud süsteeme dünaamilises tasakaalus.


E. Schrödinger (1945), B.P. Astaurov esindas teoreetilise bioloogia loomist teoreetilise füüsika kuvandis.


S. Lem (1968) esitas elu küberneetilise tõlgenduse.


5. A.A. Malinovsky (1960) pakkus teoreetilise bioloogia alusena välja matemaatilised ja süsteemsed meetodid.

1. Aine organiseerimise struktuuritasandid

Oma kõige üldisemal kujul on aine lõpmatu kogum kõigist maailmas koos eksisteerivatest objektidest ja süsteemidest, nende omaduste, seoste, suhete ja liikumisvormide kogum. Samas ei hõlma see mitte ainult kõiki vahetult vaadeldavaid looduse objekte ja kehasid, vaid ka kõike seda, mis meile aistingutes ei ole antud. Kogu meid ümbritsev maailm on liikuv mateeria oma lõputult mitmekesistes vormides ja ilmingutes koos kõigi omaduste, seoste ja suhetega. Selles maailmas on kõikidel objektidel sisemine kord ja süsteemne korraldus. Korrapärasus avaldub mateeria kõigi elementide korrapärases liikumises ja koostoimes, mille tõttu need ühendatakse süsteemideks. Seetõttu näib kogu maailm hierarhiliselt organiseeritud süsteemide kogumina, kus iga objekt on nii iseseisev süsteem kui ka teise, keerukama süsteemi element.

Kaasaegse loodusteadusliku maailmapildi järgi on kõik loodusobjektid samuti korrastatud, struktureeritud, hierarhiliselt organiseeritud süsteemid. Lähtudes süstemaatilisest looduskäsitlusest, jaguneb kogu mateeria kahte suurde materiaalsete süsteemide klassi – elutu ja elusloodus. Eluta looduse süsteemis on struktuurielementideks: elementaarosakesed, aatomid, molekulid, väljad, makroskoopilised kehad, planeedid ja planeetide süsteemid, tähed ja tähesüsteemid, galaktikad, metagalaktikad ja Universum tervikuna. Sellest lähtuvalt on eluslooduses peamised elemendid valgud ja nukleiinhapped, rakud, ühe- ja mitmerakulised organismid, elundid ja koed, populatsioonid, biotsenoosid, planeedi elusaine.

Samal ajal sisaldab nii elutu kui ka elusaine mitmeid omavahel seotud struktuuritasandeid. Struktuur on sidemete kogum süsteemi elementide vahel. Seetõttu ei koosne mis tahes süsteem mitte ainult alamsüsteemidest ja elementidest, vaid ka erinevatest nendevahelistest seostest. Nendel tasanditel on peamised horisontaalsed (koordinatsiooni) seosed ja tasandite vahel vertikaalsed (alluvus). Horisontaalsete ja vertikaalsete seoste kombinatsioon võimaldab luua Universumi hierarhilise struktuuri, milles põhiliseks kvalifikatsioonitunnuseks on objekti suurus ja mass, samuti nende suhe inimesega. Selle kriteeriumi alusel eristatakse järgmisi ainetasemeid: mikrokosmos, makrokosmos ja megamaailm.

Mikromaailm on üliväikeste, otseselt mittejälgitavate materiaalsete mikroobjektide piirkond, mille ruumiline mõõde on arvutatud vahemikus 10 -8 kuni 10 -16 cm ja eluiga - lõpmatusest kuni 10 -24 s. See hõlmab välju, elementaarosakesi, tuumasid, aatomeid ja molekule.

Makrokosmos on materiaalsete objektide maailm, mis on mõõtkavas vastavuses inimese ja tema füüsiliste parameetritega. Sellel tasemel väljendatakse ruumilisi suurusi millimeetrites, sentimeetrites, meetrites ja kilomeetrites ning aega väljendatakse sekundites, minutites, tundides, päevades ja aastates. Praktilises reaalsuses esindavad makrokosmost makromolekulid, erinevates agregatsiooniseisundites ained, elusorganismid, inimene ja tema tegevuse produktid, s.t. makrokehad.

Megamaailm on tohutute kosmiliste mastaapide ja kiirustega sfäär, mille kaugust mõõdetakse astronoomilistes ühikutes, valgusaastates ja parsekides ning kosmoseobjektide eksisteerimise aeg on miljoneid ja miljardeid aastaid. See ainetasand hõlmab suurimaid materiaalseid objekte: tähti, galaktikaid ja nende parvesid.

Igal neist tasemetest on oma spetsiifilised mustrid, mis on üksteisele taandamatud. Kuigi kõik need kolm maailma sfääri on omavahel tihedalt seotud.

Megamaailma struktuur

Megamaailma peamised struktuurielemendid on planeedid ja planeedisüsteemid; tähed ja tähesüsteemid, mis moodustavad galaktikaid; galaktikate süsteemid, mis moodustavad metagalaktikaid.

Planeedid on mittehelendavad taevakehad, mis on kujult pallilähedased, tiirlevad ümber tähtede ja peegeldavad nende valgust. Maa läheduse tõttu on enim uuritud Päikesesüsteemi planeete, mis liiguvad ümber päikese elliptilistel orbiitidel. Sellesse planeetide rühma kuulub ka meie Maa, mis asub Päikesest 150 miljoni km kaugusel.

Tähed on helendavad (gaas)ruumiobjektid, mis moodustuvad gravitatsioonilise kondensatsiooni tulemusena gaasi-tolmu keskkonnast (peamiselt vesinikust ja heeliumist). Tähed on üksteisest eraldatud suurte vahemaadega ja seega üksteisest eraldatud. See tähendab, et tähed praktiliselt omavahel kokku ei põrka, kuigi nende igaühe liikumise määrab kõikide Galaktika tähtede tekitatud gravitatsioonijõud. Tähtede arv galaktikas on umbes triljon. Kõige arvukamad neist on kääbused, kelle massid on umbes 10 korda väiksemad kui Päikese mass. Olenevalt tähe massist muutuvad nad evolutsiooni käigus kas valgeteks kääbusteks või neutrontähtedeks või mustadeks aukudeks.

Valge kääbus on elektronposttäht, mis moodustub siis, kui evolutsiooni viimases etapis oleva tähe mass on väiksem kui 1,2 Päikese massi. Valge kääbuse läbimõõt on võrdne meie Maa läbimõõduga, temperatuur ulatub umbes miljardi kraadini ja tihedus on 10 t / cm 3, s.o. sadu kordi Maa tihedusest.

Neutrontähed tekivad tähtede evolutsiooni lõppfaasis, mille mass on 1,2–2 päikesemassi. Kõrge temperatuur ja rõhk neis loovad tingimused suure hulga neutronite tekkeks. Sel juhul toimub tähe väga kiire kokkusurumine, mille käigus algab selle väliskihtides kiire tuumareaktsioonide kulg. Sel juhul vabaneb nii palju energiat, et tähe väliskihi hajumisel toimub plahvatus. Selle sisemised piirkonnad vähenevad kiiresti. Ülejäänud objekti nimetatakse neutrontäheks, kuna see koosneb prootonitest ja neutronitest. Neutrontähti nimetatakse ka pulsariteks.

Mustad augud on oma arengu lõppfaasis tähed, mille mass ületab 2 päikesemassi ja mille läbimõõt on 10–20 km. Teoreetilised arvutused on näidanud, et neil on hiiglaslik mass (10 15 g) ja anomaalselt tugev gravitatsiooniväli. Oma nime said nad sellest, et neil pole kuma, kuid oma gravitatsioonivälja tõttu püüavad nad kosmosest kinni kõik kosmilised kehad ja kiirgus, mis ei saa sealt tagasi tulla, tundub, et kukub neisse (tõmbub nagu auk sisse) . Tugeva gravitatsiooni tõttu ei saa ükski kinnipüütud materiaalne keha minna kaugemale objekti gravitatsiooniraadiusest ja seetõttu paistavad need vaatlejale "mustana".

Tähesüsteemid (täheparved) - gravitatsioonijõududega omavahel ühendatud tähtede rühmad, millel on ühine päritolu, sarnane keemiline koostis ja mis sisaldavad kuni sadu tuhandeid üksikuid tähti. On hajutatud tähesüsteeme, näiteks Plejaadid Sõnni tähtkujus. Sellistel süsteemidel pole õiget vormi. Tuntud on üle tuhande

tähesüsteemid. Lisaks hõlmavad tähesüsteemid kerakujulisi täheparvesid, mis hõlmavad sadu tuhandeid tähti. Gravitatsioonijõud hoiavad tähti sellistes parvedes miljardeid aastaid. Teadlastele on praegu teada umbes 150 kerasparve.

Galaktikad on täheparvede kogumid. Mõiste "galaktika" tähendab tänapäevases tõlgenduses tohutuid tähesüsteeme. See termin (kreekakeelsest sõnast "piim, piimjas") võeti kasutusele, et viidata meie tähesüsteemile, mis on piimja varjundiga hele riba, mis ulatub üle kogu taeva ja mida seetõttu nimetatakse Linnuteeks.

Tavapäraselt võib nende välimuse järgi galaktikad jagada kolme tüüpi. Esimesse rühma (umbes 80%) kuuluvad spiraalgalaktikad. Sellel liigil on selgelt eristuv tuum ja spiraalsed "varrukad". Teise tüüpi (umbes 17%) kuuluvad elliptilised galaktikad, s.o. need, millel on ellipsi kuju. Kolmas tüüp (umbes 3%) hõlmab ebakorrapärase kujuga galaktikaid, millel ei ole selget tuuma. Lisaks erinevad galaktikad suuruse, tähtede arvu ja heleduse poolest. Kõik galaktikad on liikumisseisundis ja nendevaheline kaugus pidevalt suureneb, s.t. toimub galaktikate vastastikune eemaldumine (taandumine) üksteisest.

Meie päikesesüsteem kuulub Linnutee galaktikasse, mis hõlmab vähemalt 100 miljardit tähte ja kuulub seetõttu hiiglaslike galaktikate kategooriasse. See on lameda kujuga, mille keskel on sellest välja ulatuv spiraalsete "varrukatega" südamik. Meie galaktika läbimõõt on umbes 100 tuhat ja paksus 10 tuhat valgusaastat. Meie naaber on Andromeeda udukogu.

Metagalaktika – galaktikate süsteem, mis hõlmab kõiki teadaolevaid kosmoseobjekte.

Kuna megamaailm tegeleb suurte vahemaadega, on nende vahemaade mõõtmiseks välja töötatud järgmised eriüksused:

valgusaasta - vahemaa, mille valguskiir läbib ühe aasta jooksul kiirusega 300 000 km/s, s.o. valgusaasta on 10 triljonit km;

astronoomiline ühik on keskmine kaugus Maast Päikeseni, 1 AU. võrdub 8,3 valgusminutiga. See tähendab, et Päikesest eemalduvad päikesekiired jõuavad Maale 8,3 minutiga;

parsek – kosmiliste kauguste mõõtühik tähesüsteemide sees ja nende vahel. 1pk - 206 265 a.u., s.o. ligikaudu 30 triljonit km ehk 3,3 valgusaastat.

Makrokosmose struktuur

Aine iga struktuurne tasand allub oma arengus kindlatele seaduspärasustele, kuid samas puuduvad nende tasandite vahel ranged ja jäigad piirid, need kõik on omavahel tihedalt seotud. Mikro- ja makromaailma piirid on liikuvad, ei ole eraldi mikro- ja makromaailma. Mikroobjektidest ehitatakse loomulikult makroobjekte ja megaobjekte. Sellegipoolest toome välja makromaailma olulisemad objektid.

Makromaailma keskne mõiste on mateeria mõiste, mis klassikalises füüsikas, mis on makrokosmose füüsika, on väljast eraldatud. Aine on teatud tüüpi aine, millel on puhkemass. See eksisteerib meie jaoks füüsiliste kehade kujul, millel on mingid ühised parameetrid – erikaal, temperatuur, soojusmahtuvus, mehaaniline tugevus või elastsus, soojus- ja elektrijuhtivus, magnetilised omadused jne. Kõik need parameetrid võivad olenevalt välistingimustest varieeruda laias vahemikus, nii ühe aine kui ka sama aine puhul.

Mikromaailma struktuur

XIX-XX sajandi vahetusel. loodusteaduslikus maailmapildis toimusid radikaalsed muutused, mille põhjustasid viimased teaduslikud avastused füüsika vallas ning mõjutasid selle fundamentaalseid ideid ja hoiakuid. Teaduslike avastuste tulemusena lükati ümber klassikalise füüsika traditsioonilised ideed aine aatomistruktuurist. Elektroni avastamine tähendas aatomi struktuuriliselt jagamatu aineelemendi staatuse kaotust ja seega objektiivse reaalsuse kohta käivate klassikaliste ideede radikaalset muutumist. Uued avastused on võimaldanud:

paljastada mitte ainult makro-, vaid ka mikromaailma olemasolu objektiivses reaalsuses;

kinnitage ideed tõe relatiivsusest, mis on vaid samm teel looduse põhiomaduste tundmise poole;

tõestada, et aine ei koosne "jagamatust esmasest elemendist" (aatomist), vaid lõpmatust hulgast nähtustest, mateeria tüüpidest ja vormidest ning nende omavahelistest seostest.

Elementaarosakeste mõiste. Loodusteaduslike teadmiste üleminek aatomitasandilt elementaarosakeste tasemele viis teadlased järeldusele, et klassikalise füüsika kontseptsioonid ja põhimõtted ei ole aine väikseimate osakeste (mikroobjektide) füüsikaliste omaduste uurimisel rakendatavad. nagu elektronid, prootonid, neutronid, aatomid, mis moodustavad nähtamatu meile mikrokosmose. Spetsiaalsete füüsikaliste näitajate tõttu on mikromaailma objektide omadused täiesti erinevad meile tuttava makromaailma ja kauge megamaailma objektide omadustest. Seetõttu tekkis vajadus loobuda tavalistest ideedest, mida makrokosmose objektid ja nähtused meile peale suruvad. Uute viiside otsimine mikroobjektide kirjeldamiseks aitas kaasa elementaarosakeste mõiste loomisele.

Selle kontseptsiooni järgi on mikrokosmose ehituse põhielementideks aine mikroosakesed, mis ei ole aatomid ega aatomituumad, ei sisalda muid elemente ja on kõige lihtsamate omadustega. Selliseid osakesi nimetati elementaarseteks, s.t. kõige lihtsam, millel puuduvad koostisosad.

Pärast seda, kui tehti kindlaks, et aatom pole universumi viimane "telliskivi", vaid on ehitatud lihtsamatest elementaarosakestest, võtsid nende otsingud füüsikute uurimistöös peamise koha. Fundamentaalosakeste avastamise ajalugu sai alguse 19. sajandi lõpus, kui 1897. aastal avastas inglise füüsik J. Thomson esimese elementaarosakese elektroni. Kõigi tänapäeval tuntud elementaarosakeste avastamise ajalugu hõlmab kahte etappi.

Esimene etapp langeb 30-50ndatele. 20. sajandil 1930. aastate alguseks. avastati prooton ja footon, 1932. aastal - neutron ja neli aastat hiljem - esimene antiosake - positroon, mis on massilt võrdne elektroniga, kuid millel on positiivne laeng. Selle perioodi lõpuks sai tuntuks 32 elementaarosakest ja iga uut osakest seostati põhimõtteliselt uue füüsikaliste nähtuste vahemiku avastamisega.

Teine etapp toimus 1960. aastatel, kui teadaolevate osakeste koguarv ületas 200. Selles etapis said laetud osakeste kiirendid põhiliseks elementaarosakeste avastamise ja uurimise vahendiks. 1970-80ndatel. hoogustus uute elementaarosakeste avastuste voog ja teadlased hakkasid rääkima elementaarosakeste perekondadest. Praegu on teadusele teada enam kui 350 elementaarosakest, mis erinevad massi, laengu, pöörlemise, eluea ja mitmete muude füüsikaliste omaduste poolest.

Kõigil elementaarosakestel on mõned ühised omadused. Üks neist on laine-osakeste duaalsuse omadus, s.o. nii laine kui ka aine omaduste olemasolu kõigis mikroobjektides.

Teine ühine omadus on see, et peaaegu kõigil osakestel (välja arvatud footon ja kaks mesonit) on oma antiosakesed. Antiosakesed on elementaarosakesed, mis on osakestega igati sarnased, kuid erinevad elektrilaengu ja magnetmomendi vastandmärkide poolest. Pärast suure hulga antiosakeste avastamist hakkasid teadlased rääkima antiaine ja isegi antimaailma olemasolust. Kui aine puutub kokku antiainega, siis toimub annihilatsioon – osakeste ja antiosakeste muundumine kõrge energiaga footoniteks ja mesoniteks (aine muutub kiirguseks).

Teine oluline elementaarosakeste omadus on nende universaalne vastastikune konverteeritavus. Seda omadust ei ole ei makro- ega megamaailmas.

tasemel organisatsioonid asja (2)Abstraktne >> Bioloogia

3 2. Kontseptuaalse kolmainsus tasemed teadmised kaasaegsest bioloogiast ……………………………………….. 4 3. Struktuurne tasemed organisatsioonid elavad süsteemid .... . 6... tasemel organisatsioonid asja. Elav loodus (lühidalt – elu) on selline vorm organisatsioonid asja peal tasemel ...

Bioloogilised omadused tasemel organisatsioonid asja (1)

Abstraktne >> Bioloogia

5. Struktuurne tasemed elus. 6. Järeldus. 7. Kasutatud kirjanduse loetelu. Sissejuhatus. bioloogiline tase organisatsioonid asja esitleti... jne. Struktuurne tasemed organisatsioonid elus. süsteem- struktuurne tasemed organisatsioonid erinevaid elamisvorme on piisavalt...

Pärilikkus. Struktuurne tasemed organisatsioonid pärilik materjalist

Abstraktne >> Bioloogia

Pärilikkus. Struktuurne tasemed organisatsioonid pärilik materjalist. Pärilikkus. Struktuurne tasemed organisatsioonid pärilik materjalist. Määrus... Põhjuseks on tõsised takistused: - organisatsioon geneetiline materjalist kromosoomide kujul - ...

Moskva avatud sotsiaalakadeemia

Matemaatiliste ja üldiste loodusteaduste osakond

Akadeemiline distsipliin:

Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioonid.

Abstraktne teema:

Aine organiseerimise struktuuritasandid.

Korrespondentõppe teaduskond

rühma number: VEEB-3.6

Juhendaja:

Moskva 2009

SISSEJUHATUS

I. Ainekorralduse struktuuritasandid: mikro-, makro-, megamaailmad

1.1 Kaasaegne vaade aine struktuursele korraldusele

II. Struktuur ja selle roll elussüsteemide korralduses

2.1 Süsteem ja tervik

2.2 Osa ja element

2.3 Osa ja terviku koostoime

III. Aatom, inimene, universum – pikk komplikatsioonide ahel

KOKKUVÕTE VIITED

Sissejuhatus

Kõiki loodusobjekte (elus- ja elutut loodust) saab kujutada süsteemina, millel on tunnused, mis iseloomustavad nende organiseerituse taset. Elusaine struktuuritasandite mõiste hõlmab süsteemsuse ja sellega seotud elusorganismide terviklikkuse korralduse esitusi. Elusaine on diskreetne, s.t. on jagatud madalama organisatsiooni osadeks, millel on teatud funktsioonid. Struktuuritasemed erinevad mitte ainult keerukuse klasside, vaid ka toimimismustrite poolest. Hierarhiline struktuur on selline, et iga kõrgem tase ei kontrolli, vaid hõlmab madalamat. Diagramm kajastab kõige täpsemalt terviklikku pilti loodusest ja loodusteaduse kui terviku arengutaset. Organisatsiooni taset arvesse võttes on võimalik arvestada elava ja eluta loodusega materiaalsete objektide organisatsioonistruktuuride hierarhiat. Selline struktuuride hierarhia algab elementaarosakestest ja lõpeb eluskooslustega. Struktuuritasandite kontseptsioon pakuti esmakordselt välja 1920. aastatel. meie sajand. Selle kohaselt erinevad struktuuritasemed mitte ainult keerukusklasside, vaid ka toimimismustrite poolest. Kontseptsioon sisaldab struktuuritasandite hierarhiat, milles iga järgmine tase sisaldub eelmises.

Käesoleva töö eesmärgiks on uurida aine struktuurse korralduse kontseptsiooni.

I. Ainekorralduse struktuuritasandid: mikro-, makro-, megamaailmad

Kaasaegses teaduses põhinevad ettekujutused materiaalse maailma struktuurist süstemaatilisel lähenemisel, mille kohaselt mis tahes materiaalse maailma objekt, olgu selleks aatom, planeet vms. võib käsitleda kui süsteemi - kompleksset moodustist, mis sisaldab komponente, elemente ja nendevahelisi seoseid. Element tähendab antud juhul antud süsteemi minimaalset, edasist jagamatut osa.

Elementide vaheliste seoste kogum moodustab süsteemi struktuuri, stabiilsed ühendused määravad süsteemi korrastatuse. Horisontaalsed lingid - koordineerivad, tagavad süsteemi korrelatsiooni (järjepidevuse), ükski süsteemi osa ei saa muutuda ilma teisi osi muutmata. Vertikaalsed lülid on alluvuslülid, süsteemi mõned elemendid on teistele allutatud. Süsteemil on terviklikkuse märk – see tähendab, et kõik selle koostisosad moodustavad tervikuks ühendamisel kvaliteedi, mida ei saa taandada üksikute elementide omadustele. Kaasaegsete teaduslike vaadete kohaselt on kõik loodusobjektid järjestatud, struktureeritud, hierarhiliselt organiseeritud süsteemid.

Sõna "süsteem" kõige üldisemas tähenduses viitab mis tahes objektile või mis tahes nähtusele meid ümbritsevas maailmas ning esindab osade (elementide) suhet ja vastasmõju terviku raamistikus. Struktuur on süsteemi sisemine korraldus, mis aitab kaasa selle elementide ühendamisele ühtseks tervikuks ja annab sellele ainulaadsed omadused. Struktuur määrab objekti elementide järjestuse. Elemendid on kõik nähtused, protsessid, aga ka kõik omadused ja suhted, mis on omavahel mingis vastastikuses ühenduses ja suhtes.

Aine struktuurse korralduse mõistmisel mängib olulist rolli mõiste “areng”. Elu- ja eluslooduse arengu kontseptsiooni käsitletakse kui pöördumatut suunatud muutust loodusobjektide struktuuris, kuna struktuur väljendab mateeria organiseerituse taset. Konstruktsiooni kõige olulisem omadus on selle suhteline stabiilsus. Struktuur on üldine, kvalitatiivselt määratletud ja suhteliselt stabiilne sisesuhete järjekord konkreetse süsteemi alamsüsteemide vahel. Mõiste "organisatsiooni tase", erinevalt mõistest "struktuur", hõlmab ideed struktuuride muutumisest ja selle järjestusest süsteemi ajaloolise arengu käigus alates selle loomise hetkest. Kui struktuurimuutus võib olla juhuslik ja mitte alati suunatud, siis organisatsiooni taseme muutus toimub vajalikul viisil.

Sobivale organiseerituse tasemele jõudnud ja kindla struktuuriga süsteemid omandavad võime kasutada informatsiooni, et hoida oma organiseerituse taset kontrolli kaudu muutumatuna (või tõsta) ning aidata kaasa oma entroopia püsivusele (või vähenemisele) (entroopia on häire mõõt). Kuni viimase ajani said loodusteadused ja teised teadused hakkama ilma tervikliku, süstemaatilise lähenemiseta oma uurimisobjektidele, võtmata arvesse stabiilsete struktuuride moodustumise ja iseorganiseerumise protsesside uurimist.

Praegusel ajal on sünergikas uuritavad iseorganiseerumisprobleemid muutumas aktuaalseks paljudes teadustes füüsikast ökoloogiani.

Sünergeetika ülesanne on selgitada organisatsiooni ülesehitamise seaduspärasusi, korra tekkimist. Erinevalt küberneetikast ei ole siin rõhk mitte info haldamise ja vahetamise protsessidel, vaid organisatsiooni ülesehitamise põhimõtetel, selle tekkimisel, arengul ja isekeerutamisel (G. Haken). Optimaalse järjestuse ja korralduse küsimus on eriti terav globaalsete probleemide – energia-, keskkonna- ja paljude muude probleemide uurimisel, mis nõuavad tohutute ressursside kaasamist.

1.1 KAASAEGSED VAAMISED AINE STRUKTUURILISE KORRALDUSE KOHTA

Klassikalises loodusteaduses esindas aine struktuurse korralduse põhimõtete õpetust klassikaline atomism. Atomismi ideed olid aluseks kõigi loodusteadmiste sünteesile. 20. sajandil tegi klassikaline atomism läbi radikaalse transformatsiooni.

Aine struktuurse korralduse kaasaegsed põhimõtted on seotud süsteemikontseptsioonide väljatöötamisega ja sisaldavad mõningaid kontseptuaalseid teadmisi süsteemi ja selle tunnuste kohta, mis iseloomustavad süsteemi olekut, selle käitumist, organiseeritust ja iseorganiseerumist, suhtlemist keskkonnaga, eesmärgipärasust. käitumise prognoositavus ja muud omadused.

Lihtsaim süsteemide klassifikatsioon on nende jagamine staatiliseks ja dünaamiliseks, mis hoolimata oma mugavusest on siiski tingimuslik, sest. kõik maailmas on pidevas muutumises. Dünaamilised süsteemid jagunevad deterministlikeks ja stohhastilisteks (tõenäosuslikeks). See klassifikatsioon põhineb süsteemide käitumise dünaamika ennustamise olemusel. Selliseid süsteeme uuritakse mehaanikas ja astronoomias. Vastupidiselt neile tegelevad stohhastilised süsteemid, mida tavaliselt nimetatakse tõenäosuslikeks – statistilisteks, massiivsete või korduvate juhuslike sündmuste ja nähtustega. Seetõttu pole neis olevad ennustused usaldusväärsed, vaid ainult tõenäosuslikud.

Keskkonnaga suhtlemise olemuse järgi eristatakse avatud ja suletud (isoleeritud) süsteeme ning mõnikord ka osaliselt avatud süsteeme. Selline liigitus on enamasti tinglik, sest suletud süsteemide mõiste tekkis klassikalises termodünaamikas teatud abstraktsioonina. Enamik süsteeme, kui mitte kõik, on avatud lähtekoodiga.

Paljud sotsiaalses maailmas leiduvad keerulised süsteemid on eesmärgipärased, s.t. keskendunud ühe või mitme eesmärgi saavutamisele ning erinevates alamsüsteemides ja organisatsiooni erinevatel tasanditel võivad need eesmärgid olla erinevad ja isegi sattuda omavahel vastuollu.

Süsteemide klassifitseerimine ja uurimine võimaldas välja töötada uue tunnetusmeetodi, mida nimetati süsteemseks lähenemiseks. Süsteemsete ideede rakendamine majanduslike ja sotsiaalsete protsesside analüüsimisel aitas kaasa mänguteooria ja otsustusteooria tekkele. Kõige olulisem samm süsteemimeetodi väljatöötamisel oli küberneetika kui tehniliste süsteemide, elusorganismide ja ühiskonna juhtimise üldteooria esilekerkimine. Kuigi eraldiseisvad kontrolliteooriad eksisteerisid juba enne küberneetikat, võimaldas ühtse interdistsiplinaarse lähenemise loomine paljastada sügavamaid ja üldisemaid kontrollimustreid kui informatsiooni akumuleerumise, edastamise ja transformatsiooni protsessi. Juhtimine ise toimub algoritmide abil, mille töötlemiseks kasutatakse arvuteid.

Universaalne süsteemide teooria, mis määras süsteemimeetodi fundamentaalse rolli, väljendab ühelt poolt materiaalse maailma ühtsust, teiselt poolt aga teadusliku teadmise ühtsust. Sellise materiaalsete protsesside käsitlemise oluliseks tagajärjeks oli redutseerimise rolli piiramine süsteemide tunnetamisel. Selgus, et mida rohkem ühed protsessid teistest erinevad, seda kvalitatiivsemalt on nad heterogeensemad, seda keerulisem on neid redutseerida. Seetõttu ei saa keerukamate süsteemide seadusi täielikult taandada madalamate vormide või lihtsamate süsteemide seadustele. Reduktsionistliku käsitluse antipoodina tekib holistiline lähenemine (kreeka keelest holos - tervik), mille kohaselt tervik eelneb alati osadele ja on alati olulisem kui osad.

Iga süsteem on tervik, mille moodustavad omavahel seotud ja vastastikku toimivad osad. Seetõttu saab looduslike ja sotsiaalsete süsteemide tunnetusprotsess olla edukas vaid siis, kui neis olevaid osi ja tervikut uuritakse mitte vastandumises, vaid vastastikmõjus.

Kaasaegne teadus peab süsteeme keerukateks, avatud, paljude uute arenguvõimalustega. Kompleksse süsteemi arenemis- ja toimimisprotsessidel on iseorganiseerumise iseloom, s.t. sisemiselt koordineeritud toimimise tekkimine sisemiste seoste ja seoste tõttu väliskeskkonnaga. Iseorganiseerumine on aine iseliikumise protsessi loomulik teaduslik väljendus. Iseorganiseerumisvõimet omavad nii elava ja elutu looduse süsteemid kui ka tehissüsteemid.

Kaasaegses teaduslikult põhjendatud aine süsteemse korralduse kontseptsioonis eristatakse tavaliselt aine kolme struktuuritasandit:

mikrokosmos - aatomite ja elementaarosakeste maailm - üliväikesed otseselt mittejälgitavad objektid, mõõtmed on 10-8 cm kuni 10-16 cm ja eluiga lõpmatusest 10-24 s.

makrokosmos on stabiilsete vormide ja inimsuuruste väärtuste maailm: maised kaugused ja kiirused, massid ja mahud; makroobjektide mõõde on võrreldav inimkogemuse skaalaga – ruumilised mõõtmed millimeetri murdosadest kilomeetriteni ja ajalised mõõtmised sekundi murdosast aastateni.

megamaailm – kosmosemaailm (planeedid, tähekompleksid, galaktikad, metagalaktikad); tohutute kosmiliste mastaapide ja kiiruste maailm, vahemaad mõõdetakse valgusaastates ning aega miljonites ja miljardites aastates;

Looduse struktuuritasandite hierarhia uurimine on seotud selle hierarhia piiride määramise kõige keerulisema probleemi lahendamisega nii mega- kui ka mikromaailmas. Iga järgneva etapi objektid tekivad ja arenevad eelmise etapi teatud objektide kogumite ühinemise ja eristumise tulemusena. Süsteemid muutuvad järjest mitmetasandilisemaks. Süsteemi keerukus ei suurene mitte ainult seetõttu, et tasemete arv suureneb. Olulise tähtsusega on selliste objektide ja nende seoste jaoks ühiste tasandite ja keskkonnaga uute suhete arendamine.

Mikromaailm, mis on makro- ja megamaailmade alamtasand, omab täiesti ainulaadseid jooni ja seetõttu ei saa seda kirjeldada teiste looduse tasanditega seotud teooriatega. Eelkõige on see maailm oma olemuselt paradoksaalne. Tema jaoks põhimõte "koosneb" ei kehti. Seega, kui kaks elementaarosakest põrkuvad, ei teki väiksemaid osakesi. Pärast kahe prootoni kokkupõrget tekivad paljud teised elementaarosakesed – sealhulgas prootonid, mesonid, hüperonid. Osakeste "mitmekordse tootmise" fenomeni selgitas Heisenberg: kokkupõrke käigus muundub suur kineetiline energia aineks ja me jälgime osakeste mitmekordset sündi. Mikromaailma uuritakse aktiivselt. Kui 50 aastat tagasi teati vaid 3 tüüpi elementaarosakesi (elektron ja prooton kui aine väikseimad osakesed ning footon kui minimaalne energiaosa), siis nüüdseks on avastatud umbes 400 osakest. Mikrokosmose teine ​​paradoksaalne omadus on seotud mikroosakese kahetise olemusega, mis on nii laine kui ka kehake. Seetõttu ei saa seda ruumis ja ajas rangelt üheselt lokaliseerida. See omadus kajastub Heisenbergi määramatuse suhte põhimõttes.

Inimese vaadeldud mateeria organiseerituse tasemeid valdatakse inimasustuse looduslikke tingimusi arvestades, s.o. võttes arvesse meie maiseid seadusi. See aga ei välista oletust, et aine vormid ja olekud, mida iseloomustavad täiesti erinevad omadused, võivad eksisteerida meist piisavalt kaugel asuvatel tasanditel. Sellega seoses hakkasid teadlased eristama geotsentrilisi ja mittegeotsentrilisi materjalisüsteeme.

Geotsentriline maailm – Newtoni aja ja eukleidilise ruumi võrdlus- ja põhimaailm, kirjeldab kogum teooriaid, mis on seotud Maa mastaabis objektidega. Mittegeotsentrilised süsteemid on objektiivse reaalsuse eritüüp, mida iseloomustavad muud tüüpi atribuudid, muud ruum, aeg, liikumine kui maised. On oletatud, et mikromaailm ja megamaailm on aknad mittegeotsentrilistesse maailmadesse, mis tähendab, et nende seadused võimaldavad vähemalt vähesel määral ette kujutada teist tüüpi interaktsiooni kui makrokosmoses või geotsentrilises reaalsuses. .

Megamaailma ja makromaailma vahel pole ranget piiri. Tavaliselt eeldatakse, et ta

algab distantsidega umbes 107 ja massiga 1020 kg. Megamaailma alguse võrdluspunktiks võib olla Maa (läbimõõt 1,28×10+7 m, kaal 6×1021 kg). Kuna megamaailm tegeleb suurte vahemaadega, võetakse nende mõõtmiseks kasutusele eriühikud: astronoomiline ühik, valgusaasta ja parsek.

astronoomiline üksus (a.u.) – keskmine kaugus Maast Päikeseni on 1,5 × 1011 m.

Valgusaasta – vahemaa, mille valgus läbib ühe aastaga, nimelt 9,46 × 1015 m.

Parsec (parallaks sekund) - kaugus, mille juures Maa orbiidi aastane parallaks (s.o nurk, mille all on nähtav Maa orbiidi poolsuurtelg, mis asub vaatejoonega risti) on võrdne ühe sekundiga. See vahemaa on 206265 AU. \u003d 3,08 × 1016 m \u003d 3,26 sv. G.

Universumi taevakehad moodustavad erineva keerukusega süsteeme. Nii moodustub Päike ja 9 selle ümber liikuvat planeeti Päikesesüsteem. Peamine osa meie galaktika tähtedest on koondunud kettale, mis on Maalt "küljelt" nähtav uduse ribana, mis läbib taevasfääri – Linnuteed.

Kõigil taevakehadel on oma arengulugu. Universumi vanus on 14 miljardit aastat. Päikesesüsteemi vanus on hinnanguliselt 5 miljardit aastat, Maa - 4,5 miljardit aastat.

Teine materjalisüsteemide tüpoloogia on tänapäeval üsna laialt levinud. See on looduse jagunemine anorgaaniliseks ja orgaaniliseks, milles aine sotsiaalne vorm on erilisel kohal. Anorgaaniline aine on elementaarosakesed ja -väljad, aatomituumad, aatomid, molekulid, makroskoopilised kehad, geoloogilised moodustised. Orgaanilisel ainel on ka mitmetasandiline struktuur: rakueelne tase - DNA, RNA, nukleiinhapped; raku tase - iseseisvalt eksisteerivad üherakulised organismid; mitmerakuline tasand - koed, elundid, funktsionaalsed süsteemid (närvisüsteemid, vereringe jne), organismid (taimed, loomad); supraorganismaalsed struktuurid - populatsioonid, biotsenoosid, biosfäär. Sotsiaalne mateeria eksisteerib ainult tänu inimeste tegevusele ja sisaldab erilisi allstruktuure: indiviid, perekond, rühm, kollektiiv, riik, rahvus jne.

II. STRUKTUUR JA SELLE ROLL ELUSÜSTEEMIDE KORRALDUSES

2.1 SÜSTEEM JA TERVE

Süsteem on interakteeruvate elementide kogum. Kreeka keelest tõlgituna on see tervik, mis koosneb osadest, ühendusest.

Pika ajaloolise evolutsiooni läbinud süsteemi mõiste 20. sajandi keskpaigast. muutub üheks peamiseks teaduslikuks mõisteks.

Põhilised ideed süsteemi kohta tekkisid antiikfilosoofias korrastatuse ja olemise väärtusena. Süsteemi mõiste on nüüdseks äärmiselt laia haardega: peaaegu iga objekti võib käsitleda süsteemina.

Iga süsteemi ei iseloomusta mitte ainult seoste ja suhete olemasolu selle koostisosade vahel, vaid ka selle lahutamatu ühtsus keskkonnaga.

Süsteeme on erinevat tüüpi:

Osade ja terviku vahelise seose olemuse järgi - anorgaaniline ja orgaaniline;

Vastavalt aine liikumisvormidele - mehaaniline, füüsikaline, keemiline, füüsikalis-keemiline;

Seoses liikumisega – statistiline ja dünaamiline;

Muudatuste liikide järgi - mittefunktsionaalne, funktsionaalne, arendav;

Keskkonnaga vahetuse olemuse järgi - avatud ja suletud;

Organiseerituse astme järgi - lihtne ja keeruline;

Vastavalt arengutasemele - madalamale ja kõrgemale;

Päritolu olemuse järgi - looduslik, tehislik, segatud;

Arengu suunas – progressiivne ja taandareng.

Ühe definitsiooni järgi on tervik see, millel ei puudu ükski osa, millest koosnevat, nimetatakse tervikuks. Tervik eeldab tingimata selle komponentide süsteemset organiseeritust.

Terviku mõiste peegeldab osade harmoonilist ühtsust ja vastasmõju vastavalt teatud korrastatud süsteemile.

Terviku ja süsteemi mõistete afiinsus oli aluseks nende mitte täiesti õigele täielikule tuvastamisele. Süsteemi puhul ei ole meil tegemist ühe objektiga, vaid vastastikku mõjutavate vastastikku mõjutavate objektide rühmaga. Süsteemi edasisel täiustamisel selle komponentide korrasoleku suunas võib see muutuda terviklikuks. Terviku mõiste ei iseloomusta mitte ainult koostiskomponentide paljusust, vaid ka seda, et osade seos ja vastastikmõju on loomulik, tulenevalt osade ja terviku arengu sisemistest vajadustest.

Seetõttu on tervik eriline süsteem. Terviku kontseptsioon peegeldab süsteemi komponentide seotuse sisemiselt vajalikku, orgaanilist olemust ja mõnikord põhjustab ühe komponendi muutumine paratamatult üht või teist muutust teises ja sageli ka kogu süsteemis. .

Terviku kui kõrgema organiseerituse tasandi omadusi ja mehhanismi võrreldes seda korraldavate osadega ei saa seletada ainult nende osade omaduste ja toimemomentide summeerimisega, vaadeldes üksteisest eraldi. Terviku uued omadused tekivad selle osade koosmõjul; osade asutamisseadus.

Kuna tervik kui kvalitatiivne kindlus on selle komponentide koosmõju tulemus, tuleb peatuda nende omadustel. Olles süsteemi või terviku komponendid, astuvad komponendid üksteisega erinevatesse suhetesse. Elementidevahelised suhted võib jagada "element - struktuur" ja "osa - tervik". Terviku süsteemis jälgitakse osade alluvust tervikule. Terviku süsteemi iseloomustab asjaolu, et see suudab luua organeid, mida tal puuduvad.

2.2 OSA JA ELEMENT

Element on selline objekti komponent, mis võib olla objekti spetsiifika suhtes ükskõikne. Struktuuri kategooriast võib leida seose ja seose selle spetsiifilisuse suhtes ükskõiksete elementide vahel.

Osa on ka eseme lahutamatu komponent, kuid erinevalt elemendist on osa komponent, mis ei ole ükskõikne objekti kui terviku eripärade suhtes (näiteks laud koosneb osadest - kaas ja jalad, samuti elemendid, mis kinnitavad kruvide osi, polte, mida saab kasutada muude esemete kinnitamiseks: kapid, kapid jne)

Elusorganism tervikuna koosneb paljudest komponentidest. Mõned neist on lihtsalt elemendid, teised samal ajal ja osad. Osad on ainult sellised komponendid, mis on omased elufunktsioonidele (ainevahetus jne): rakuväline elusaine; kamber; riie; orel; elundisüsteem.

Kõigil neil on elusolendi ülesanded, nad kõik täidavad oma spetsiifilisi funktsioone terviku organisatsioonisüsteemis. Seetõttu on osa selline terviku komponent, mille toimimise määrab terviku olemus, olemus ise.

Lisaks osadele on kehas teisigi komponente, mis iseenesest ei oma elufunktsioone, s.t. on elutud komponendid. Need on elemendid. Elusad elemendid esinevad elusaine süsteemse korralduse kõigil tasanditel:

Raku protoplasmas - tärklise terad, rasvatilgad, kristallid;

Mitmerakulises organismis kuuluvad elutute komponentide hulka, millel puudub oma ainevahetus ja võime end taastoota, karvad, küünised, sarved, kabjad, suled.

Seega moodustavad osa ja element elukorralduse kui tervikliku süsteemi vajalikud komponendid. Ilma elementideta (eluta komponendid) on osade (eluskomponentide) toimimine võimatu. Seetõttu on ainult nii elementide kui osade kumulatiivne ühtsus, s.o. elutud ja elavad komponendid, moodustab elu süsteemse korralduse, selle terviklikkuse.

2.2.1 OSA JA ELEMENDI KATEGOORIATE SUHE

Kategooriaosa ja elemendi vaheline seos on väga vastuoluline. Osakategooria sisu erineb elemendikategooriast: elemendid on kõik terviku koostisosad, sõltumata sellest, kas neis väljendub terviku eripära või mitte ning osadeks on vaid need elemendid, milles objekti spetsiifilisus tervikuna väljendub otseselt, seetõttu on osa kategooria kitsam kui elemendi kategooria. Teisest küljest on osa kategooria sisu laiem kui elemendi kategooria, kuna osa moodustab ainult teatud elementide kogum. Ja seda saab näidata iga terviku kohta.

See tähendab, et terviku struktuurilises korralduses on teatud tasandid või piirid, mis eraldavad elemente osadest. Samal ajal on erinevus kategooriate osa ja elemendi vahel väga suhteline, kuna need võivad toimimise ajal näiteks elundeid või rakke omavahel muuta, läbida hävimise, mis tähendab, et need muutuvad osadest elementideks ja vastupidi, nad on taas ehitatud elutust, st. elemendid ja muutuvad osadeks. Kehast eemaldamata elemendid võivad muutuda soolaladestusteks, mis on juba keha osa ja üsna ebasoovitavad.

2.3 OSA JA TERVE KOOSTÖÖ

Osa ja terviku koosmõju seisneb selles, et üks eeldab teist, nad on üks ega saa eksisteerida ilma üksteiseta. Pole tervikut ilma osata ja vastupidi: väljaspool tervikut pole osi. Osa saab osaks ainult terviku süsteemis. Osa omandab oma tähenduse ainult läbi terviku, nii nagu tervik on osade koosmõju.

Osa ja terviku koosmõjus kuulub juhtiv, määrav roll tervikule. Kehaosad ei saa eksisteerida iseseisvalt. Esindades organismi individuaalseid adaptiivseid struktuure, tekivad osad evolutsiooni käigus kogu organismi huvides.

Terviku määravat rolli osade suhtes orgaanilises looduses kinnitavad kõige paremini autotoomia ja regeneratsiooni nähtused. Sabast haaratud sisalik jookseb minema, jättes sabaotsa. Sama juhtub krabide, vähide küünistega. Autotoomia, st. sisalikul saba iselõikamine, krabidel ja vähidel küünised on evolutsiooniprotsessis välja töötatud kaitsefunktsioon, mis aitab kaasa keha kohanemisele. Organism ohverdab oma osa terviku säästmise ja säilitamise huvides.

Autotoomia nähtust täheldatakse juhtudel, kui keha suudab kaotatud osa taastada. Sisaliku saba puuduv osa kasvab uuesti (aga ainult ühe korra). Ka krabid ja vähid kasvatavad sageli katkisi küüniseid. See tähendab, et keha suudab terviku säästmise nimel esmalt osa kaotada, et hiljem seda osa taastada.

Taasloomise fenomen annab veelgi enam tunnistust osade allutamisest tervikule: tervik eeldab ilmtingimata mingil määral kaotatud osade täitmist. Kaasaegne bioloogia on kindlaks teinud, et mitte ainult väheorganiseerunud olenditel (taimedel ja algloomadel) on taastumisvõime, vaid ka imetajatel.

Taastamist on mitut tüüpi: taastatakse mitte ainult üksikud elundid, vaid ka terved organismid selle üksikutest osadest (keha keskelt lõigatud rõngast pärit hüdra, algloomad, korallipolüübid, anneliidid, meritähed jne). Vene folklooris tunneme Madu-Gorõnõtšit, kellel head sellid pea maha lõikasid, kes kohe tagasi kasvas... Üldises bioloogias võib regeneratsiooni pidada täiskasvanud organismi võimeks areneda.

Terviku määrav roll osade suhtes ei tähenda aga, et osadel puudub nende spetsiifilisus. Terviku määrav roll eeldab mitte passiivset, vaid osade aktiivset rolli, mis on suunatud organismi kui terviku normaalse elutegevuse tagamisele. Allutades terviku üldisele süsteemile, säilitavad osad suhtelise sõltumatuse ja autonoomia. Ühelt poolt toimivad osad terviku komponentidena, teisalt on nad ise omamoodi terviklikud struktuurid, süsteemid, millel on oma spetsiifilised funktsioonid ja struktuurid. Mitmerakulises organismis esindavad rakud kõigist osadest terviklikkuse ja individuaalsuse kõrgeimat taset.

Asjaolu, et osad säilitavad oma suhtelise iseseisvuse ja autonoomia, võimaldab üksikute organsüsteemide: seljaaju, autonoomse närvisüsteemi, seedesüsteemide jms uurimisel suhtelist sõltumatust, millel on praktika jaoks suur tähtsus. Selle näiteks on pahaloomuliste kasvajate suhtelise sõltumatuse sisemiste põhjuste ja mehhanismide uurimine ja avalikustamine.

Osade suhteline sõltumatus, suuremal määral kui loomadel, on taimedele omane. Neid iseloomustab mõne osa moodustumine teistest - vegetatiivne paljunemine. Tõenäoliselt pidi igaüks oma elus nägema teiste taimede pistikuid, mis olid poogitud näiteks õunapuule.

3.AATOM, INIMENE, KÕIKSUS – PIKK TÜSUSTE AHEL

Kaasaegses teaduses on laialdaselt kasutusel struktuurianalüüsi meetod, mis võtab arvesse uuritava objekti süstemaatilisust. Struktuur on ju materiaalse olemasolu sisemine tükeldamine, mateeria eksisteerimise viis. Aine struktuursed tasandid moodustuvad mis tahes tüüpi objektide teatud kogumist ja neid iseloomustab eriline interaktsiooni viis nende koostisosade vahel, võrreldes objektiivse reaalsuse kolme peamise sfääriga, näevad need tasemed välja järgmiselt.

AINETE STRUKTUURITASED
	anorgaaniline		Ühiskond
1	Submikroelementaarne	Bioloogiline makromolekulaarne	Individuaalne
2	Mikroelementaarne	Mobiilne	Perekond
3	Tuuma	mikroorgaaniline	Kollektiivid
4	Aatomiline	Elundid ja koed	Suured sotsiaalsed rühmad (klassid, rahvused)
5	Molekulaarne	Kogu keha	Riik (kodanikuühiskond)
6	makrotasand	elanikkonnast	Riigisüsteemid
7	Megatase (planeedid, täht-planeetide süsteemid, galaktikad)	Biotsenoos	Inimlikkus
8	Meta tase (metagalaktikad)	Biosfäär	Noosfäär

Iga objektiivse reaalsuse sfäär sisaldab mitmeid omavahel seotud struktuuritasandiid. Nendel tasanditel on domineerivad koordinatsioonisuhted ja tasandite vahel alluvad suhted.

Materiaalsete objektide süstemaatiline uurimine ei hõlma mitte ainult võimaluste loomist paljude elementide suhete, seoste ja struktuuri kirjeldamiseks, vaid ka nende seast nende valimist, mis moodustavad süsteemi, st tagavad süsteemi eraldi toimimise ja arendamise. Süstemaatiline lähenemine materiaalsetele moodustistele eeldab võimalust mõista vaadeldavat süsteemi kõrgemal tasemel. Süsteemi iseloomustab tavaliselt hierarhiline struktuur, st madalama taseme süsteemi järjestikune kaasamine kõrgema taseme süsteemi. Seega hõlmab aine struktuur elutu looduse (anorgaanilise) tasandil elementaarosakesi, aatomeid, molekule (mikromaailma objektid, makrokehad ja megamaailma objektid: planeedid, galaktikad, metagalaktikate süsteemid jne). Metagalaktikat samastatakse sageli kogu Universumiga, kuid Universumit mõistetakse selle sõna kõige laiemas tähenduses, see on identne kogu materiaalse maailma ja liikuva ainega, mis võib hõlmata paljusid metagalaktikaid ja muid kosmosesüsteeme.

Ka elusloodus on struktureeritud. See tõstab esile bioloogilise ja sotsiaalse tasandi. Bioloogiline tase sisaldab alamtasemeid:

Makromolekulid (nukleiinhapped, DNA, RNA, valgud);

Raku tase;

Mikroorgaanilised (üherakulised organismid);

Kogu keha organid ja kuded;

rahvaarv;

Biotsenoos;

Biosfääriline.

Selle tasandi põhimõisted viimasel kolmel alamtasandil on mõisted biotoop, biotsenoos, biosfäär, mis vajavad selgitamist.

Biotoop - sama liigi (näiteks hundikarja) kogum (kooslus), mis võib ristuda ja toota omalaadseid (populatsioone).

Biotsenoos - organismide populatsioonide kogum, milles mõne jääkproduktid on tingimused teiste maismaa- või veeala asustavate organismide eksisteerimiseks.

Biosfäär on globaalne elusüsteem, geograafilise keskkonna osa (atmosfääri alumine osa, litosfääri ülemine osa ja hüdrosfäär), mis on elusorganismide elupaik, mis tagab nende ellujäämiseks vajalikud tingimused (temperatuur, pinnas, jne), mis on tekkinud interaktsiooni biotsenooside tulemusena.

Elu üldine alus bioloogilisel tasandil - orgaaniline ainevahetus (aine-, energia- ja teabevahetus keskkonnaga) avaldub igal eristatud alamtasandil:

Organismide tasandil tähendab ainevahetus assimilatsiooni ja dissimilatsiooni rakusiseste transformatsioonide kaudu;

Ökosüsteemide tasandil (biotsenoos) koosneb see algselt tootjaorganismide poolt omastatava aine transformatsiooniahelast erinevatesse liikidesse kuuluvate tarbimisorganismide ja hävitajaorganismide kaudu;

Biosfääri tasandil toimub globaalne aine ja energia ringlus kosmilise mastaabi tegurite otsesel osalusel.

Biosfääri teatud arenguetapis tekivad erilised elusolendite populatsioonid, mis tänu oma töövõimele on moodustanud omamoodi tasandi - sotsiaalse. Sotsiaalne aktiivsus struktuurses aspektis jaguneb alamtasanditeks: indiviidid, perekonnad, erinevad meeskonnad (tootmine), sotsiaalsed rühmad jne.

Ühiskondliku aktiivsuse struktuurne tasand on omavahel mitmetähenduslikes lineaarsetes suhetes (näiteks rahvuste ja riikide tasand). Erinevate tasandite põimumine ühiskonnas tekitab idee juhuse ja kaose domineerimisest sotsiaalses tegevuses. Kuid hoolikas analüüs paljastab selles fundamentaalsete struktuuride olemasolu - avaliku elu peamised sfäärid, milleks on materiaalne ja tootmissfäär, sotsiaalne, poliitiline, vaimne sfäär, millel on oma seadused ja struktuurid. Kõik need on teatud mõttes allutatud sotsiaal-majandusliku formatsiooni osana, sügavalt struktureeritud ja määravad sotsiaalse arengu kui terviku geneetilise ühtsuse. Seega moodustub mis tahes kolmest materiaalse reaalsuse piirkonnast mitmest konkreetsest struktuuritasandist, mis on kindlas reaalsuse piirkonnas ranges järjekorras. Üleminek ühest piirkonnast teise on seotud süsteemide terviklikkust tagavate moodustunud tegurite hulga komplitseerimise ja suurenemisega. Igal struktuuritasandil on alluvussuhted (molekulaarne tasand hõlmab aatomitaset ja mitte vastupidi). Uute tasandite mustrid on taandamatud tasandite mustriteks, mille alusel nad tekkisid, ja juhivad teatud ainekorralduse tasandit. Struktuurne korraldus, s.o. süsteem, on mateeria eksisteerimise viis.

Järeldus

Kaasaegses teaduses on laialdaselt kasutusel struktuurianalüüsi meetod, mis arvestab uuritavate objektide süstemaatilisust. Struktuur on ju materiaalse olemasolu sisemine tükeldamine, mateeria eksisteerimise viis.

Ainekorralduse struktuuritasandid on üles ehitatud püramiidi põhimõttel: kõrgeimad tasandid koosnevad suurest hulgast madalamatest tasanditest. Madalamad tasandid on aine olemasolu aluseks. Ilma nende tasemeteta on "ainepüramiidi" edasine ehitamine võimatu. Kõrgemad (keerulised) tasemed kujunevad evolutsiooni käigus – järk-järgult liikudes lihtsast keeruliseks. Aine struktuursed tasandid moodustuvad teatud tüüpi objektide hulgast ja neid iseloomustab nende koostisosade eriline interaktsiooni viis.

Kõiki elava ja elutu looduse objekte saab kujutada teatud süsteemidena, millel on spetsiifilised tunnused ja omadused, mis iseloomustavad nende organiseerituse taset. Organisatsiooni taset arvesse võttes on võimalik arvestada elava ja eluta loodusega materiaalsete objektide organisatsioonistruktuuride hierarhiat. Selline struktuuride hierarhia algab elementaarosakestest, mis on mateeria organiseerituse algtasand, ja lõpeb elusate organisatsioonide ja kooslustega – kõrgeimate organiseerituse tasanditega.

Elusaine struktuuritasandite mõiste hõlmab süsteemsuse ja sellega seotud elusorganismide orgaanilise terviklikkuse esitusi. Süsteemiteooria ajalugu algas aga mehhanistlikust arusaamisest elusaine organiseeritusest, mille kohaselt kõik kõrgem taandati madalamaks: eluprotsessid - füüsikalis-keemiliste reaktsioonide kogumiks ja organismi organiseeritus - vastastikmõjuks. molekulidest, rakkudest, kudedest, elunditest jne.

Bibliograafia

1. Danilova V.S. Kaasaegse loodusteaduse põhimõisted: Proc. toetus ülikoolidele. - M., 2000. - 256 lk.

2. Naidysh V.M. Kaasaegse loodusteaduse mõisted: õpik.. Toim. 2., muudetud. ja täiendavad – M.; alfa-M; INFRA-M, 2004. - 622 lk.

3. Ruzavin G.I. Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioonid: õpik ülikoolidele. - M., 2003. - 287 lk.

4. Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioon: toim. Professor S. I. Samygin, sari "Õpikud ja õppevahendid" – 4. väljaanne, läbivaadatud. ja täiendavad - Rostov n / a: "Fööniks". 2003 -448c.

5. Dubništševa T.Ya. Kaasaegse loodusteaduse kontseptsioon.: õpik õpilastele. ülikoolid / 6. trükk, parandatud. ja lisage. -M; Kirjastuskeskus "Akadeemia", -20006.-608c.