Структурные уровни организации материи

     Другой  областью физики, где механические модели оказались неадекватными, была область электромагнитных явлений. Эксперименты английского естествоиспытателя М.Фарадея и теоретические работы английского физика Дж. К. Максвелла окончательно разрушали представления ньютоновской физики о дискретном веществе, как единственном виде материи и положили начало электромагнитной картине мира. Явление электромагнетизма открыл датский естествоиспытатель Х.К.Эрстед, который впервые заметил магнитное действие электрических токов.

     Позже М. Фарадей пришел к выводу, что учение об электричестве и оптика взаимосвязаны и образуют единую область. Его работы стали исходным пунктом исследований Дж.К.Максвелла, заслуга которого состоит в математической разработке идей М.Фарадея о магнетизме и электричестве.

     Обобщив установленные ранее экспериментальным  путем законы  электромагнитных явлений (Кулона, Ампера) и открытое М.Фарадеем явление электромагнитной индукции, Максвелл чисто математическим путем нашел систему дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитное поле. Эта система уравнений дает в пределах своей применимости полное описание электромагнитных явлений и представляет собой столь же совершенную и логически стройную теорию, как и система ньютоновской механики.

     Из  уравнений следовал важнейший вывод  о возможности самостоятельного существования поля, не «привязанного» к электрическим зарядам. В дифференциальных уравнениях Максвелла вихри электрического и магнитного полей определяются производными по времени не от своих, а от чужих полей: электрическое - от магнитного и, наоборот, магнитное - от электрического. Поэтому если меняется со временем магнитное поле, то существует и переменное электрическое поле, которое в свою очередь ведет к изменению магнитного поля. В результате происходит постоянное изменение векторов напряженности электрического и магнитного полей, т.е. возникает переменное электромагнитное поле, которое уже не привязано к заряду, а отрывается от него, самостоятельно существуя и распространяясь в пространстве. Вычисленная им скорость распространения электромагнитного поля оказалась равна скорости света. Исходя из этого Максвелл смог заключить, что световые волны представляют собой электромагнитные волны. Единая сущность света и электричества, которую М. Фарадей предположил   в 1845 году, а Дж. К. Максвелл теоретически обосновал в 1862 году, была экспериментально подтверждена немецким физиком  Г.Герцем в 1888 году.

  После экспериментов Г.Герца в физике окончательно утвердилось понятие поля не в качестве вспомогательной математической конструкции, а как объективно существующей физической реальности. Был открыт качественно новый, своеобразный вид материи.

     В результате же последующих революционных  открытий в физике в конце прошлого и начале нынешнего столетий оказались  разрушенными представления классической физики о веществе и поле как двух качественно своеобразных видах  материи. 

Заключение.

  В современной науке широко используется метод структурного анализа, при котором учитывается системность исследуемых объектов. Ведь структурность - это внутренняя расчлененность материального бытия, способ существования материи.

     Структурные уровни организации материи строятся по принципу пирамиды: высшие уровни состоят  из многочисленного числа низших уровней. Низшие уровни являются основой  существования материи. Без этих уровней невозможно дальнейшее построение «пирамиды материи». Высшие (сложные) уровни образуются путём эволюции –  постепенно переходя от простого к сложному. Структурные уровни материи образованы из определенного множества объектов какого-либо вида и характеризуются особым способом взаимодействия между составляющими их элементами.

     Все объекты живой и неживой природы  можно представить в виде определенных систем, обладающих конкретными особенностями  и свойствами, характеризующими их уровень организации. С учетом уровня организации можно рассматривать  иерархию структур организации материальных объектов живой и неживой природы. Такая иерархия структур начинается с элементарных частиц, представляющих собой первоначальный уровень организации  материи, и заканчивается живыми организациями и сообществами —  высшими уровнями организации.

     Концепция структурных уровней живой материи  включает представления системности  и связанной с ней органической целостности живых организмов. Однако история теории систем начиналась с механистического понимания организации живой материи, в соответствии с которым все высшее сводилось к низшему: процессы жизнедеятельности — к совокупности физико-химических реакций, а организация организма — к взаимодействию молекул, клеток, тканей, органов и т.п.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Литература:

1. Лавриненко В.Н. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов / Изд. 3-е. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003.
2. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания: курс лекций / Изд.4-е. - Ростов н/Д: Феникс, 2005.
3. Концепция современного естествознания: Под ред. Профессора С. И. Самыгина, Серия «Учебники и учебные пособия» -4-е изд., перераб. и доп. – Ростов н/Д: «Феникс».2003 -448c.
4. Электронная библиотека. www.e-reading.org.ua

           С. П. Филин. Концепции современного естествознания.