1. معرفی.

تمام جهان پیرامون ما در حال حرکت ماده در اشکال و مظاهر بی‌نهایت متنوع با تمام ویژگی‌ها، پیوندها و روابط آن است. بیایید نگاهی دقیق تر به چیستی ماده و همچنین سطوح ساختاری آن بیندازیم.

1. موضوع چیست. تاریخچه پیدایش دیدگاه ماده.

ماده (lat. Materia - جوهر)، "... مقوله ای فلسفی برای تعیین واقعیت عینی، که به شخص در حواسش داده می شود، که کپی می شود، عکس می گیرد، توسط حواس ما نمایش داده می شود، مستقل از ما وجود دارد."

ماده مجموعه ای نامتناهی از تمام اشیاء و سیستم های موجود در جهان است که بستر هر ویژگی، اتصال، رابطه و شکل حرکت است. ماده نه تنها شامل تمام اشیاء و اجسام طبیعت قابل مشاهده مستقیم می شود، بلکه همه آنهایی را نیز در بر می گیرد که اصولاً در آینده بر اساس بهبود وسایل مشاهده و آزمایش می توان آنها را شناخت. از منظر درک مارکسیستی-لنینیستی ماده، به طور ارگانیک با راه حل دیالکتیکی-ماتریالیستی مسئله اصلی فلسفه مرتبط است. این اصل از اصل وحدت مادی جهان، تقدم ماده در ارتباط با آگاهی انسان و اصل شناخت جهان بر اساس مطالعه مداوم خواص، اتصالات و اشکال حرکت ماده است.

اساس ایده ها در مورد ساختار جهان مادی یک رویکرد سیستمی است که بر اساس آن هر شیء جهان مادی اعم از اتم، سیاره، ارگانیسم یا کهکشان را می توان به عنوان یک شکل گیری پیچیده در نظر گرفت که شامل اجزای تشکیل دهنده ای است که به صورت سازماندهی شده اند. تمامیت. برای نشان دادن یکپارچگی اشیاء در علم، مفهوم یک سیستم توسعه یافت.

ماده به عنوان یک واقعیت عینی نه تنها ماده را در چهار حالت تجمع آن (جامد، مایع، گاز، پلاسما)، بلکه میدان‌های فیزیکی (الکترومغناطیسی، گرانشی، هسته‌ای و غیره) و همچنین خواص، روابط، برهمکنش‌های محصولات را شامل می‌شود. . همچنین شامل پادماده (مجموعه ای از پادذرات: پوزیترون یا پادالکترون، آنتی پروتون، ضد نوترون) است. توسط علم کشف شده است. پادماده به هیچ وجه پادماده نیست. ضد ماده اصلا نمی تواند وجود داشته باشد. نفی در اینجا فراتر از «نه» (غیر ماده) نمی رود.

حرکت و ماده به طور ارگانیک و جدایی ناپذیر با یکدیگر پیوند دارند: هیچ حرکتی بدون ماده وجود ندارد، همانطور که هیچ ماده ای بدون حرکت وجود ندارد. به عبارت دیگر، هیچ چیز، خواص و روابط تغییر ناپذیری در جهان وجود ندارد. "همه چیز جریان دارد"، همه چیز تغییر می کند. برخی از اشکال یا انواع با برخی دیگر جایگزین می شوند، به شکل های دیگر تبدیل می شوند - حرکت ثابت است. صلح لحظه ای است که از نظر دیالکتیکی در روند پیوسته تغییر و تبدیل شدن ناپدید می شود. آرامش مطلق مساوی است با مرگ یا بهتر بگوییم نیستی. در این زمینه می توان A. Bergson را فهمید که همه واقعیت را یک تداوم متحرک تجزیه ناپذیر می دانست. یا A.N. Whitehead، که برای او "واقعیت یک فرآیند است." هم حرکت و هم استراحت قطعاً فقط در رابطه با برخی چارچوب مرجع ثابت هستند. بنابراین، جدولی که در آن این خطوط نوشته شده است، نسبت به اتاق داده شده در حالت سکون است، که به نوبه خود، نسبت به خانه داده شده، و خود خانه نسبت به زمین در حالت استراحت است. اما همراه با زمین، میز، اتاق و خانه حول محور زمین و به دور خورشید حرکت می کنند.

ماده متحرک به دو شکل اصلی وجود دارد - در مکان و در زمان. مفهوم فضا در خدمت بیان ویژگی های گسترش و نظم همزیستی سیستم های مادی و حالات آنهاست. عینی، جهانی (شکل جهانی) و ضروری است. مفهوم زمان مدت و توالی تغییرات در حالات سیستم های مادی را مشخص می کند. زمان عینی، اجتناب ناپذیر و برگشت ناپذیر است. باید بین ایده های علمی فلسفی و طبیعی در مورد مکان و زمان تمایز قائل شد. خود رویکرد فلسفی در اینجا با چهار مفهوم مکان و زمان نشان داده می شود: جوهری و رابطه ای، ایستا و پویا.

بنیانگذار دیدگاه ماده به عنوان متشکل از ذرات گسسته، دموکریتوس بود.

دموکریتوس تقسیم پذیری نامتناهی ماده را انکار کرد. اتم ها فقط از نظر شکل، ترتیب توالی متقابل و موقعیت در فضای خالی و همچنین در اندازه و گرانش با یکدیگر تفاوت دارند که به اندازه آن بستگی دارد. آنها دارای اشکال بی نهایت متنوع با فرورفتگی یا برآمدگی هستند. دموکریتوس همچنین اتم ها را "شکل" یا "پیکره" می نامد، که از آن نتیجه می شود که اتم های دموکریتوس کوچک ترین شکل ها یا پیکره های غیر قابل تقسیم هستند. که در علم مدرنبحث های زیادی در مورد اینکه آیا اتم های دموکریتوس اجسام فیزیکی یا هندسی هستند وجود داشت، اما خود دموکریتوس هنوز به تمایز بین فیزیک و هندسه نرسیده بود. از این اتم‌ها که در جهت‌های مختلف حرکت می‌کنند، از «گرداب» آن‌ها، به ضرورت طبیعی، از طریق کنار هم قرار دادن اتم‌های متقابل مشابه، هم کل اجسام منفرد و هم کل جهان تشکیل می‌شوند. حرکت اتم ها ابدی است و تعداد جهان های نوظهور بی نهایت است.

دنیای واقعیت عینی قابل دسترس برای انسان ها دائما در حال گسترش است. اشکال مفهومی بیان ایده سطوح ساختاری ماده متنوع است.

علم مدرن سه سطح ساختاری را در جهان شناسایی می کند.

2. جهان های میکرو، ماکرو، مگا.

دنیای خرد- اینها مولکول ها، اتم ها، ذرات بنیادی هستند - دنیای میکرو اجرام بسیار کوچک و غیر قابل مشاهده مستقیم، که تنوع فضایی آنها از 10-8 تا 10-16 سانتی متر محاسبه می شود و طول عمر از بینهایت تا 10-24 است. س

Macroworld- دنیای اشکال و اندازه های پایدار متناسب با انسان، و همچنین مجتمع های کریستالی مولکول ها، موجودات، جوامع موجودات. دنیای اجسام کلان که ابعاد آن با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است: مقادیر مکانی در میلی متر، سانتی متر و کیلومتر و زمان - در ثانیه، دقیقه، ساعت، سال بیان می شود.

دنیای مگا- اینها سیارات، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، متا کهکشان ها هستند - دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، که فاصله آن در سال نوری اندازه گیری می شود، و طول عمر اجرام فضایی در میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.

و اگرچه این سطوح قوانین خاص خود را دارند، جهان های خرد، کلان و مگا به شدت به هم مرتبط هستند.

در سطح میکروسکوپی، فیزیک امروز فرآیندهایی را مطالعه می کند که در طول های مرتبه 10 تا منهای هجدهم سانتی متر، در زمانی از مرتبه 10 تا توان منفی بیست و دوم s رخ می دهند. در دنیای مگا، دانشمندان از ابزارهایی برای ثبت اجسام دور از ما در فاصله 9 تا 12 میلیارد سال نوری استفاده می کنند.

دنیای خرد. دموکریتوس در دوران باستان فرضیه اتمی ساختار ماده را مطرح کرد , بعدها، در قرن 18. توسط شیمیدان جی دالتون، که وزن اتمی هیدروژن را یک در نظر گرفت و وزن اتمی سایر گازها را با آن مقایسه کرد، احیا شد. به لطف کارهای جی دالتون، بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی اتم آغاز شد. در قرن 19 D.I. مندلیف سیستمی از عناصر شیمیایی را بر اساس وزن اتمی آنها ساخت.

در فیزیک، ایده اتم ها به عنوان آخرین تقسیم ناپذیر عناصر ساختاریماده از شیمی آمده است در واقع، مطالعات فیزیکی اتم در پایان قرن نوزدهم آغاز شد، زمانی که فیزیکدان فرانسوی A. A. Becquerel پدیده رادیواکتیویته را کشف کرد که شامل تبدیل خود به خود اتم های برخی عناصر به اتم های عناصر دیگر بود.

تاریخچه تحقیقات در مورد ساختار اتم در سال 1895 به لطف کشف الکترون توسط J. Thomson آغاز شد، ذره ای با بار منفی که بخشی از همه اتم ها است. از آنجایی که الکترون ها دارای بار منفی هستند و اتم به طور کلی از نظر الکتریکی خنثی است، فرض بر این بود که علاوه بر الکترون یک ذره با بار مثبت نیز وجود دارد. جرم الکترون 1/1836 جرم یک ذره با بار مثبت محاسبه شد.

چندین مدل از ساختار اتم وجود داشت.

در سال 1902، فیزیکدان انگلیسی W. Thomson (لرد کلوین) اولین مدل اتم را پیشنهاد کرد - یک بار مثبت در یک منطقه نسبتاً بزرگ توزیع می شود و الکترون ها با آن پراکنده می شوند، مانند "کشمش در پودینگ".

در سال 1911، ای. رادرفورد مدلی از اتم ارائه کرد که شبیه منظومه شمسی بود: در مرکز یک هسته اتمی وجود دارد و الکترون ها در مدارهای خود به دور آن حرکت می کنند.

هسته دارای بار مثبت و الکترون ها دارای بار منفی هستند. به جای نیروهای گرانشی وارد شده در منظومه شمسی، نیروهای الکتریکی در اتم عمل می کنند. بار الکتریکی هسته یک اتم، عددی برابر با عدد اتمی در جدول تناوبیمندلیف، با مجموع بارهای الکترون متعادل می شود - اتم از نظر الکتریکی خنثی است.

هر دوی این مدل ها متناقض بودند.

در سال 1913، فیزیکدان بزرگ دانمارکی، N. Bohr، اصل کوانتیزاسیون را برای حل مشکل ساختار اتم و ویژگی های طیف اتمی به کار برد.

مدل N. Bohr از اتم بر اساس مدل سیاره ای رادرفورد و بر اساس نظریه کوانتومی ساختار اتمی که توسط وی ایجاد شد. N. Bohr بر اساس دو فرضیه که کاملاً با فیزیک کلاسیک ناسازگار هستند، فرضیه ای در مورد ساختار اتم مطرح کرد:

1) در هر اتم چندین حالت ثابت (به زبان مدل سیاره ای، چندین مدار ثابت) الکترون وجود دارد که در امتداد آنها حرکت می کنند که یک الکترون می تواند بدون گسیل وجود داشته باشد. ;

2) هنگامی که یک الکترون از یک حالت ساکن به حالت دیگر منتقل می شود، اتم بخشی از انرژی را ساطع یا جذب می کند.

در نهایت، توصیف دقیق ساختار یک اتم بر اساس ایده مدارهای الکترون های نقطه ای اساسا غیرممکن است، زیرا چنین مدارهایی در واقع وجود ندارند.

نظریه N. Bohr، همانطور که بود، نشان دهنده مرز مرحله اول در توسعه فیزیک مدرن است. این آخرین تلاش برای توصیف ساختار اتم بر اساس فیزیک کلاسیک است که تنها با تعداد کمی از مفروضات جدید تکمیل شده است.

به نظر می رسید که فرضیه های N. Bohr برخی از ویژگی های جدید و ناشناخته ماده را منعکس می کنند، اما فقط تا حدی. پاسخ به این سوالات در نتیجه توسعه مکانیک کوانتومی به دست آمد. معلوم شد که مدل اتمی N. Bohr را نباید به معنای واقعی کلمه در نظر گرفت، همانطور که در ابتدا بود. فرآیندهای موجود در اتم، در اصل، نمی توانند به صورت بصری در قالب مدل های مکانیکی با قیاس با رویدادهای جهان کلان نمایش داده شوند. حتی مفاهیم مکان و زمان به شکل موجود در جهان کلان برای توصیف پدیده های میکروفیزیکی نامناسب بودند. اتم فیزیکدانان نظری به طور فزاینده ای تبدیل به یک مجموع انتزاعی و غیرقابل مشاهده از معادلات شد.

Macroworld . در تاریخ مطالعه طبیعت، دو مرحله قابل تشخیص است: پیش علمیو علمی .

پیش علمی،یا فلسفه طبیعی،دوره از دوران باستان تا شکل گیری علوم تجربی تجربی در قرن 16-17 را پوشش می دهد. پدیده های طبیعی مشاهده شده بر اساس مبانی نظری فلسفی تبیین شدند.

مهمترین مورد برای توسعه بعدی علوم طبیعی، مفهوم ساختار گسسته ماده، اتمیسم بود، که طبق آن همه اجسام از اتم ها - کوچکترین ذرات در جهان - تشکیل شده اند.

با شکل گیری مکانیک کلاسیک آغاز می شود علمیمرحله مطالعه طبیعت

از آنجایی که ایده‌های علمی مدرن در مورد سطوح ساختاری سازمان‌دهی ماده در جریان بازنگری انتقادی ایده‌های علم کلاسیک، که فقط برای اشیاء سطح کلان قابل استفاده است، ایجاد شد، باید با مفاهیم فیزیک کلاسیک شروع کنیم.

شکل گیری دیدگاه های علمی در مورد ساختار ماده به قرن شانزدهم برمی گردد، زمانی که G. Galileo پایه و اساس اولین تصویر فیزیکی از جهان در تاریخ علم - یک تصویر مکانیکی - را گذاشت. او نه تنها توجیه کرد سیستم هلیوسنتریک N. Copernicus قانون اینرسی را کشف کرد و روشی را برای روش جدیدی برای توصیف طبیعت - علمی - نظری - توسعه داد. ماهیت آن این بود که فقط برخی از ویژگی های فیزیکی و هندسی برجسته بود که موضوع تبدیل شد تحقیق علمی. گالیله نوشت: من هرگز از اجسام خارجی چیزی جز اندازه، شکل، کمیت و حرکت کم و بیش سریع برای توضیح وقوع طعم، بو و صدا مطالبه نمی کنم. » .

I. نیوتن، با تکیه بر آثار گالیله، یک نظریه علمی دقیق از مکانیک ایجاد کرد، که هم حرکت اجرام آسمانی و هم حرکت اجرام زمینی را با قوانین یکسان توصیف می کند. طبیعت به عنوان یک سیستم مکانیکی پیچیده در نظر گرفته شد.

در چارچوب تصویر مکانیکی جهان که توسط آی. نیوتن و پیروانش ایجاد شد، یک مدل گسسته (جسمی) از واقعیت پدیدار شد. ماده به عنوان یک ماده مادی متشکل از ذرات منفرد - اتم ها یا ذرات در نظر گرفته می شد. اتم ها کاملاً قوی، تقسیم ناپذیر، غیرقابل نفوذ هستند که با وجود جرم و وزن مشخص می شود.

یکی از ویژگی های اساسی جهان نیوتنی فضای سه بعدی هندسه اقلیدسی بود که کاملاً ثابت و همیشه در حال استراحت است. زمان به عنوان یک کمیت مستقل از فضا یا ماده ارائه شد.

حرکت به عنوان حرکت در فضا در طول مسیرهای پیوسته مطابق با قوانین مکانیک در نظر گرفته شد.

نتیجه تصویر نیوتن از جهان، تصویری از جهان به عنوان یک مکانیسم غول پیکر و کاملاً تعیین شده بود، جایی که رویدادها و فرآیندها زنجیره ای از علل و پیامدهای وابسته به هم هستند.

ثابت شده است که رویکرد مکانیکی برای توصیف طبیعت بسیار مثمر ثمر است. به دنبال مکانیک نیوتنی، هیدرودینامیک، نظریه الاستیسیته، نظریه مکانیکی گرما، نظریه جنبشی مولکولی و تعدادی دیگر ایجاد شد که در راستای آن فیزیک به موفقیت های عظیمی دست یافته است. با این حال، دو حوزه وجود دارد - پدیده های نوری و الکترومغناطیسی که نمی توانند به طور کامل در چارچوب یک تصویر مکانیکی از جهان توضیح داده شوند.

همراه با نظریه جسم مکانیکی، تلاش هایی برای توضیح پدیده های نوری به روشی اساسی متفاوت، یعنی بر اساس نظریه موجی که توسط X. Huygens فرموله شده بود، انجام شد. تئوری موج قیاسی را بین انتشار نور و حرکت امواج بر روی سطح آب یا امواج صوتی در هوا برقرار کرد. این فرض وجود یک محیط الاستیک را داشت که تمام فضا را پر می کند - یک اتر درخشان. بر اساس تئوری موج X. هویگنز با موفقیت بازتاب و شکست نور را توضیح داد.

حوزه دیگری از فیزیک که در آن مدل‌های مکانیکی ناکافی بودند، حوزه پدیده‌های الکترومغناطیسی بود. آزمایش‌های طبیعت‌شناس انگلیسی M. Faraday و کارهای نظری فیزیکدان انگلیسی J. C. Maxwell سرانجام ایده‌های فیزیک نیوتنی را در مورد ماده گسسته به عنوان تنها نوع ماده از بین برد و اساس تصویر الکترومغناطیسی جهان را پایه‌گذاری کرد.

پدیده الکترومغناطیس توسط طبیعت شناس دانمارکی H.K. Oersted کشف شد که اولین بار متوجه اثر مغناطیسی جریان های الکتریکی شد. با ادامه تحقیقات در این راستا، M. Faraday کشف کرد که یک تغییر موقت در میدان های مغناطیسی باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود.

M. Faraday به این نتیجه رسید که مطالعه الکتریسیته و اپتیک به هم پیوسته اند و یک میدان واحد را تشکیل می دهند. آثار او نقطه شروعی برای تحقیقات جی سی ماکسول شد که شایستگی او در توسعه ریاضی ایده های M. Faraday در مورد مغناطیس و الکتریسیته نهفته است. ماکسول مدل خطوط میدان فارادی را به «ترجمه» کرد فرمول ریاضی. مفهوم "میدان نیروها" در ابتدا به عنوان یک مفهوم کمکی ریاضی توسعه یافت. جی سی ماکسول به آن معنای فیزیکی داد و شروع به در نظر گرفتن میدان به عنوان یک واقعیت فیزیکی مستقل کرد: میدان الکترومغناطیسی بخشی از فضا است که شامل و احاطه کننده اجسامی است که در حالت الکتریکی یا مغناطیسی هستند. » .

ماکسول از تحقیقات خود توانست به این نتیجه برسد که امواج نور، امواج الکترومغناطیسی هستند. جوهر واحد نور و الکتریسیته، که M. Faraday در سال 1845 پیشنهاد کرد، و J. C. Maxwell به طور نظری در سال 1862 اثبات کرد، توسط فیزیکدان آلمانی G. Hertz در سال 1888 به طور تجربی تأیید شد.

پس از آزمایش های جی. هرتز، سرانجام مفهوم میدان در فیزیک نه به عنوان یک ساختار کمکی ریاضی، بلکه به عنوان یک واقعیت فیزیکی موجود عینی، تثبیت شد. یک ماده از نظر کیفی جدید و منحصر به فرد کشف شد.

بنابراین به پایان قرن 19 V. فیزیک به این نتیجه رسیده است که ماده به دو صورت وجود دارد: ماده گسسته و میدان پیوسته.

در نتیجه اکتشافات انقلابی بعدی در فیزیک در پایان قرن گذشته و آغاز این قرن، ایده های فیزیک کلاسیک در مورد ماده و میدان به عنوان دو نوع ماده از نظر کیفی منحصر به فرد از بین رفت.

دنیای مگا . علم مدرن، مگا جهان یا فضا را به عنوان یک سیستم تعاملی و در حال توسعه از همه اجرام آسمانی می بیند.

تمام کهکشان های موجود در سیستم بالاترین مرتبه - متاکهکشان گنجانده شده اند . ابعاد متا کهکشان بسیار بزرگ است: شعاع افق کیهانی 15-20 میلیارد سال نوری است.

مفاهیم "کائنات"و "متا کهکشان"- مفاهیم بسیار مشابه: آنها یک شی را مشخص می کنند، اما در جنبه های مختلف. مفهوم "کائنات"کل جهان مادی موجود را نشان می دهد. مفهوم "متا کهکشان"- همان جهان، اما از نظر ساختار آن - به عنوان یک سیستم منظم از کهکشان ها.

ساختار و تکامل کیهان توسط کیهان شناسی مطالعه می شود . کیهان شناسیبه عنوان شاخه ای از علوم طبیعی، در نقطه اتصال منحصر به فرد علم، دین و فلسفه قرار دارد. مدل‌های کیهان‌شناختی کیهان مبتنی بر مقدمات ایدئولوژیک خاصی هستند و خود این مدل‌ها اهمیت ایدئولوژیکی زیادی دارند.

در علم کلاسیک نظریه به اصطلاح حالت پایدار کیهان وجود داشت که بر اساس آن جهان همیشه تقریباً مانند فعلی بوده است. نجوم ثابت بود: حرکات سیارات و دنباله دارها مورد مطالعه قرار گرفت، ستارگان توصیف شد، طبقه بندی آنها ایجاد شد، که البته بسیار مهم بود. اما مسئله تکامل کیهان مطرح نشد.

مدل های کیهان شناسی مدرن کیهان بر اساس نظریه عمومینسبیت A. Einstein که بر اساس آن متریک فضا و زمان با توزیع توده های گرانشی در کیهان تعیین می شود. خواص آن به عنوان یک کل با چگالی متوسط ​​ماده و سایر عوامل فیزیکی خاص تعیین می شود.

معادله گرانش اینشتین یک راه حل ندارد، بلکه راه‌حل‌های زیادی دارد که وجود مدل‌های کیهانی بسیاری از کیهان را توضیح می‌دهد. اولین مدل توسط خود A. Einstein در سال 1917 ایجاد شد. او فرضیه های کیهان شناسی نیوتنی در مورد مطلق بودن و نامتناهی بودن فضا و زمان را رد کرد. مطابق با مدل کیهانی انیشتین از جهان، فضای جهان همگن و همسانگرد است، ماده به طور متوسط ​​در آن به طور مساوی توزیع شده است، و جاذبه گرانشی توده ها با دافعه کیهانی جهانی جبران می شود.

وجود جهان نامتناهی است، یعنی. آغاز و پایانی ندارد و فضا بی حد و حصر، اما متناهی است.

جهان در مدل کیهانی A. Einstein ثابت، بی نهایت در زمان و بی حد و حصر در فضا است.

در سال 1922 ریاضیدان و ژئوفیزیکدان روسی A.A Friedman فرضیه کیهان شناسی کلاسیک در مورد ماهیت ساکن کیهان را رد کرد و راه حلی برای معادله انیشتین به دست آورد که جهان را با فضای "در حال گسترش" توصیف می کند.

از آنجایی که چگالی متوسط ​​ماده در کیهان ناشناخته است، امروزه نمی دانیم در کدام یک از این فضاهای کیهان زندگی می کنیم.

در سال 1927، رهبر بلژیکی و دانشمند J. Lemaitre "گسترش" فضا را با داده های رصدهای نجومی مرتبط کرد. لماتر مفهوم آغاز جهان را به عنوان یک تکینگی (یعنی حالت فوق متراکم) و تولد جهان را به عنوان انفجار بزرگ معرفی کرد.

در سال 1929، ستاره شناس آمریکایی E.P. هابل وجود یک رابطه عجیب بین فاصله و سرعت کهکشان ها را کشف کرد: همه کهکشان ها از ما دور می شوند و با سرعتی که متناسب با فاصله افزایش می یابد - سیستم کهکشانی در حال گسترش است.

انبساط کیهان یک واقعیت ثابت شده علمی در نظر گرفته می شود. بر اساس محاسبات نظری J. Lemaître، شعاع جهان در حالت اولیه 10-12 سانتی متر بود که اندازه آن نزدیک به شعاع یک الکترون است و چگالی آن 1096 گرم بر سانتی متر مکعب بود. در حالتی منفرد، کیهان یک ریز شی با اندازه ناچیز بود. از حالت اولیه منفرد، جهان در نتیجه انفجار بزرگ به سمت انبساط حرکت کرد.

محاسبات گذشته نگر سن جهان را بین 13 تا 20 میلیارد سال تعیین می کند. GA. گامو پیشنهاد کرد که دمای ماده بالا بوده و با انبساط کیهان کاهش یافته است. محاسبات او نشان داد که جهان در تکامل خود مراحل خاصی را طی می کند که در طی آن شکل گیری عناصر شیمیاییو سازه ها در کیهان شناسی مدرن، برای وضوح، مرحله اولیه تکامل کیهان به "دوران" تقسیم می شود.

عصر هادرون. ذرات سنگینی که وارد فعل و انفعالات قوی می شوند.

عصر لپتون ها.ذرات نور وارد برهمکنش الکترومغناطیسی می شوند.

عصر فوتونمدت زمان 1 میلیون سال بخش عمده جرم - انرژی جهان - از فوتون ها می آید.

دوران ستاره. 1 میلیون سال پس از تولد کیهان رخ می دهد. در دوران ستارگان، فرآیند شکل گیری پیش ستاره ها و پیش کهکشان ها آغاز می شود.

سپس تصویری باشکوه از شکل گیری ساختار متا کهکشان آشکار می شود.

در کیهان شناسی مدرن، همراه با فرضیه بیگ بنگ، مدل تورمی کیهان که خلقت کیهان را در نظر می گیرد، بسیار رایج است. ایده آفرینش توجیه بسیار پیچیده ای دارد و با کیهان شناسی کوانتومی مرتبط است. این مدل تکامل کیهان را از لحظه 10 تا 45 ثانیه پس از شروع انبساط آغاز می کند.

طرفداران مدل تورمی، مطابقت بین مراحل تکامل کیهانی و مراحل خلقت جهان را می بینند که در کتاب پیدایش در کتاب مقدس شرح داده شده است.

مطابق با فرضیه تورم، تکامل کیهانی در کیهان اولیه چندین مرحله را طی می کند.

آغاز جهان توسط فیزیکدانان نظری به عنوان حالت ابرگرانش کوانتومی با شعاع جهان 10-50 سانتی متر تعریف شده است.

مرحله تورم در نتیجه یک جهش کوانتومی، جهان به حالت خلاء برانگیخته رفت و در غیاب ماده و تشعشع در آن، طبق یک قانون نمایی به شدت منبسط شد. در این دوره فضا و زمان خود کیهان ایجاد شد. در مرحله تورم به مدت 10 -34. کیهان از یک اندازه کوانتومی غیرقابل تصور کوچک 10-33 به اندازه غیرقابل تصور بزرگ 10000000 سانتی متر متورم شد، که قدر زیادی از اندازه جهان قابل مشاهده - 1028 سانتی متر است. در تمام این دوره اولیه هیچ ماده یا ماده ای وجود نداشت. تابش در کیهان

انتقال از مرحله تورم به مرحله فوتون. حالت خلاء کاذب از هم پاشید، انرژی آزاد شده به تولد ذرات سنگین و ضد ذرات رفت، که پس از نابودی، فلاش قدرتمندی از تابش (نور) ایجاد کرد که فضا را روشن کرد.

مرحله جدایی ماده از تشعشع: ماده باقیمانده پس از نابودی به تابش شفاف شد، تماس ماده و تشعشع از بین رفت. تابش جدا شده از ماده، پس‌زمینه‌ی باقیمانده‌ی مدرن را تشکیل می‌دهد که به‌طور نظری توسط G.A. Gamov پیش‌بینی شد و به‌طور تجربی در سال 1965 کشف شد.

که در پیشرفتهای بعدیکیهان در جهتی از ساده ترین حالت همگن به سمت ایجاد ساختارهای پیچیده تر حرکت کرد - اتم ها (در ابتدا اتم های هیدروژن)، کهکشان ها، ستاره ها، سیارات، سنتز عناصر سنگین در روده ستارگان، از جمله موارد ضروری برای ایجاد زندگی، ظهور حیات و به عنوان تاج آفرینش - انسان.

تفاوت بین مراحل تکامل کیهان در مدل تورمی و مدل بیگ بنگ فقط مربوط به مرحله اولیه مرتبه 30-10 ثانیه است، سپس هیچ تفاوت اساسی بین این مدل ها در درک مراحل تکامل کیهانی وجود ندارد. .

در این بین، این مدل ها را می توان با کمک دانش و تخیل در رایانه محاسبه کرد، اما سوال همچنان باز است.

بزرگترین مشکل برای دانشمندان در توضیح علل تکامل کیهانی است. اگر جزئیات را کنار بگذاریم، می‌توان دو مفهوم اصلی را که تکامل کیهان را توضیح می‌دهند، تشخیص داد: مفهوم. خود سازماندهیو مفهوم خلقت گرایی .

برای مفهوم خود سازماندهیجهان مادی تنها واقعیت است و هیچ واقعیت دیگری غیر از آن وجود ندارد. تکامل کیهان در قالب خود سازماندهی توصیف می شود: نظم خود به خودی سیستم ها در جهت تشکیل ساختارهای پیچیده تر وجود دارد. هرج و مرج پویا نظم ایجاد می کند.

در چارچوب مفهوم خلقت گرایی، یعنی آفرینش، تکامل کیهان در ارتباط است اجرای برنامه, با واقعیتی بالاتر از جهان مادی تعیین می شود. حامیان خلقت گرایی توجه را به وجود یک نوموژن هدایت شده در جهان جلب می کنند - توسعه از سیستم های سادهبه مواردی که به طور فزاینده ای پیچیده و اطلاعات فشرده هستند، که در طی آن شرایط برای ظهور زندگی و انسان ایجاد شد. اصل آنتروپیک به عنوان یک استدلال اضافی استفاده می شود , فرموله شده توسط اخترفیزیکدانان انگلیسی B. Carr و Riess.

در میان فیزیکدانان نظری مدرن، طرفداران هر دو مفهوم خود سازمان دهی و مفهوم خلقت گرایی وجود دارند. دومی ها تشخیص می دهند که توسعه فیزیک نظری بنیادی، ایجاد یک تصویر علمی و فنی یکپارچه از جهان، ترکیب همه دستاوردها در زمینه دانش و ایمان را به یک نیاز فوری تبدیل می کند.

جهان در سطوح مختلف، از ذرات بنیادی معمولی گرفته تا ابرخوشه های غول پیکر کهکشانی، با ساختار مشخص می شود. ساختار مدرنکیهان نتیجه تکامل کیهانی است که در طی آن کهکشان ها از پیش کهکشان ها، ستارگان از پیش ستاره ها و سیارات از ابرهای پیش سیاره ای تشکیل شدند.

متا کهکشان- مجموعه ای از منظومه های ستاره ای - کهکشان ها است و ساختار آن با توزیع آنها در فضای پر از گاز بین کهکشانی بسیار کمیاب و نفوذ پرتوهای بین کهکشانی تعیین می شود.

بر اساس مفاهیم مدرن، یک متا کهکشان با ساختار سلولی (مشبک، متخلخل) مشخص می شود. حجم عظیمی از فضا (در حد یک میلیون مگاپارسک مکعب) وجود دارد که هنوز کهکشان هایی در آنها کشف نشده اند.

سن متا کهکشان نزدیک به سن کیهان است، زیرا شکل گیری ساختار در دوره پس از جدایی ماده و تابش اتفاق می افتد. بر اساس داده های مدرن، سن متاکهکشان 15 میلیارد سال تخمین زده می شود.

کهکشان- یک سیستم غول پیکر متشکل از خوشه های ستارگان و سحابی ها، که پیکربندی نسبتاً پیچیده ای را در فضا تشکیل می دهد.

کهکشان ها بر اساس شکلشان به طور معمول به سه نوع تقسیم می شوند: بیضوی , مارپیچ , غلط .

کهکشان های بیضوی- شکل فضایی یک بیضی با درجات مختلف فشردگی دارند؛ از نظر ساختار ساده ترین هستند: توزیع ستاره ها به طور یکنواخت از مرکز کاهش می یابد.

کهکشان های مارپیچی- ارائه شده به شکل مارپیچی، شامل شاخه های مارپیچی. این پرتعدادترین نوع کهکشان است که شامل کهکشان ما - کهکشان راه شیری است.

کهکشان های نامنظم- شکل مشخصی ندارند، فاقد هسته مرکزی هستند.

مشخصه برخی از کهکشان‌ها تابش رادیویی فوق‌العاده قدرتمند، بیش از تشعشع مرئی است. این کهکشان های رادیویی .

قدیمی ترین ستارگان که سن آنها به سن کهکشان نزدیک می شود، در هسته کهکشان متمرکز شده اند. ستاره های میانسال و جوان در قرص کهکشانی قرار دارند.

ستارگان و سحابی های درون کهکشان به روشی نسبتاً پیچیده حرکت می کنند، همراه با کهکشان در انبساط کیهان شرکت می کنند، علاوه بر این، آنها در چرخش کهکشان به دور محور آن شرکت می کنند.

ستاره ها.بر مرحله مدرندر طول تکامل کیهان، ماده در آن عمدتاً در حالت ستاره ای قرار دارد. 97 درصد از ماده در کهکشان ما در ستارگان متمرکز شده است، که تشکل‌های پلاسمایی غول‌پیکر با اندازه‌ها، دماها و ویژگی‌های حرکتی متفاوت هستند. بسیاری از کهکشان ها، اگر نه بیشتر، «ماده ستاره ای» دارند که بیش از 99.9 درصد جرم آنها را تشکیل می دهد.

سن ستارگان در طیف نسبتاً وسیعی از مقادیر متفاوت است: از 15 میلیارد سال، مربوط به سن کیهان، تا صدها هزار - جوانترین. ستارگانی هستند که در حال حاضر در حال شکل گیری هستند و در مرحله پیش ستاره ای هستند، یعنی. آنها هنوز به ستاره های واقعی تبدیل نشده اند.

تولد ستارگان در سحابی های گاز-گرد و غبار تحت تأثیر نیروهای گرانشی، مغناطیسی و نیروهای دیگر رخ می دهد که به دلیل آن همگنی های ناپایدار شکل می گیرد و مواد پراکنده به مجموعه ای از تراکم ها تجزیه می شود. اگر این تراکم ها به اندازه کافی ادامه داشته باشند، با گذشت زمان به ستاره تبدیل می شوند. تکامل اصلی ماده در کیهان اتفاق افتاده و در اعماق ستارگان اتفاق می افتد. در آنجا است که "بوته ذوب" قرار دارد که تکامل شیمیایی ماده را در جهان تعیین می کند.

در مرحله نهایی تکامل، ستاره ها به ستاره های بی اثر ("مرده") تبدیل می شوند.

ستاره ها به صورت مجزا وجود ندارند، بلکه منظومه هایی را تشکیل می دهند. ساده‌ترین منظومه‌های ستاره‌ای - به اصطلاح منظومه‌های چندگانه - شامل دو، سه، چهار، پنج یا چند ستاره است که حول یک مرکز ثقل مشترک می‌چرخند.

ستارگان همچنین به گروه‌های بزرگ‌تر هم متحد می‌شوند - خوشه‌های ستاره‌ای که می‌توانند ساختاری "پراکنده" یا "کروی" داشته باشند. تعداد خوشه‌های ستاره‌ای باز چند صد ستاره جداگانه، خوشه‌های کروی به صدها هزار نفر می‌رسد.

انجمن‌ها یا خوشه‌های ستارگان نیز تغییرناپذیر نیستند و همیشه وجود دارند. پس از مدت معینی که در میلیون ها سال تخمین زده می شود، توسط نیروهای چرخش کهکشانی پراکنده می شوند.

منظومه شمسیگروهی از اجرام آسمانی است که از نظر اندازه و ساختار فیزیکی. این گروه شامل: خورشید، نه سیاره بزرگ، ده‌ها ماهواره سیاره‌ای، هزاران سیاره کوچک (سیارک)، صدها دنباله‌دار و تعداد بی‌شماری شهاب‌سنگ است که هم به صورت دسته‌ای و هم به صورت ذرات منفرد حرکت می‌کنند. تا سال 1979، 34 ماهواره و 2000 سیارک شناخته شد. همه این اجسام به دلیل نیروی گرانشی جسم مرکزی - خورشید - در یک سیستم متحد می شوند. منظومه شمسی یک منظومه منظم است که قوانین ساختاری خاص خود را دارد. تک شخصیت منظومه شمسیخود را در این واقعیت نشان می دهد که تمام سیارات در یک جهت و تقریباً در یک صفحه به دور خورشید می چرخند. اکثر ماهواره های سیارات (قمرهای آنها) در یک جهت و در بیشتر موارد در صفحه استوایی سیاره خود می چرخند. خورشید، سیارات، ماهواره های سیارات به دور محورهای خود در همان جهتی می چرخند که در امتداد مسیر خود حرکت می کنند. ساختار منظومه شمسی نیز طبیعی است: هر سیاره بعدی تقریباً دو برابر سیاره قبلی از خورشید فاصله دارد.

منظومه شمسی تقریباً 5 میلیارد سال پیش شکل گرفت و خورشید ستاره ای از نسل دوم (یا حتی بعد از آن) است. بنابراین، منظومه شمسی از مواد زائد ستارگان نسل‌های قبلی که در ابرهای گازی و غباری انباشته شده بودند، پدید آمد. این شرایط باعث می شود که منظومه شمسی را بخش کوچکی از غبار ستاره ای بدانیم. علم در مورد منشأ منظومه شمسی و تکامل تاریخی آن کمتر از آنچه که برای ایجاد یک نظریه در مورد تشکیل سیاره لازم است می داند.

اولین تئوری های منشا منظومه شمسی توسط فیلسوف آلمانی I. Kant و ریاضیدان فرانسوی P. S. Laplace ارائه شد. بر اساس این فرضیه، منظومه سیارات به دور خورشید در نتیجه نیروهای جاذبه و دافعه بین ذرات ماده پراکنده (سحابی ها) در حرکت چرخشی به دور خورشید شکل گرفته است.

آغاز مرحله بعدی در توسعه دیدگاه ها در مورد شکل گیری منظومه شمسی، فرضیه فیزیکدان و اخترفیزیکدان انگلیسی J. H. Jeans بود. او پیشنهاد کرد که یک بار خورشید با ستاره دیگری برخورد کرد، در نتیجه جریانی از گاز از آن جدا شد، که با متراکم شدن، به سیارات تبدیل شد.

مفاهیم مدرنمنشا سیارات منظومه شمسی بر این واقعیت استوار است که نه تنها باید در نظر گرفته شود نیروهای مکانیکی، بلکه دیگران، به ویژه الکترومغناطیسی. این ایده توسط H. Alfvén فیزیکدان و اخترفیزیکدان سوئدی و F. Hoyle اخترفیزیکدان انگلیسی مطرح شد. بر اساس ایده‌های مدرن، ابر گازی اولیه که خورشید و سیارات از آن تشکیل شده‌اند، از گاز یونیزه شده تحت تأثیر نیروهای الکترومغناطیسی تشکیل شده است. پس از اینکه خورشید از یک ابر گازی عظیم از طریق غلظت تشکیل شد، بخش‌های کوچکی از این ابر در فاصله بسیار زیادی از آن باقی ماندند. نیروی گرانشی شروع به جذب گاز باقیمانده به سمت ستاره حاصل - خورشید کرد، اما میدان مغناطیسی آن گاز در حال سقوط را در فواصل مختلف متوقف کرد - دقیقاً جایی که سیارات در آن قرار دارند. نیروهای گرانشی و مغناطیسی بر غلظت و تراکم گاز در حال سقوط تأثیر گذاشتند و در نتیجه سیارات تشکیل شدند. هنگامی که بزرگترین سیارات به وجود آمدند، همین روند در مقیاس کوچکتر تکرار شد و در نتیجه سیستم های ماهواره ای ایجاد شد.

نظریه‌های منشأ منظومه شمسی ماهیتی فرضی دارند و نمی‌توان بدون ابهام موضوع قابلیت اطمینان آنها را در مرحله فعلی توسعه علمی حل کرد. در همه نظریه های موجودتضادها و مناطق نامشخصی وجود دارد.

در حال حاضر، در زمینه فیزیک نظری بنیادی، مفاهیمی در حال توسعه است که بر اساس آنها جهان عینی موجود محدود به جهان مادی نیست که توسط حواس یا ابزار فیزیکی ما درک می شود. نویسندگان این مفاهیم به این نتیجه رسیدند: در کنار جهان مادی، واقعیت نیز وجود دارد مرتبه بالاتر، که ماهیتی اساساً متفاوت با واقعیت جهان مادی دارد.

نتیجه.

مردم مدتهاست سعی کرده اند توضیحی برای تنوع و عجیب بودن جهان بیابند.

مطالعه ماده و سطوح ساختاری آن است یک شرط ضروریشکل گیری یک جهان بینی، صرف نظر از اینکه در نهایت به مادی یا ایده آلیستی تبدیل شود.

کاملاً بدیهی است که نقش تعریف مفهوم ماده، درک آن به عنوان پایان ناپذیر برای ساختن تصویر علمی از جهان، حل مشکل واقعیت و شناخت اشیاء و پدیده های جهان خرد، کلان و مگا بسیار مهم است. .

کتابشناسی - فهرست کتب:

1. بزرگ دایره المعارف شوروی

2. کارپنکوف اس.خ. مفاهیم علوم طبیعی مدرن م.: 1997

3. فلسفه

http://websites.pfu.edu.ru/IDO/ffec/hilos-index.html

4. ولادیمیروف یو. اس. فیزیک بنیادی و دین. - م.: ارشمیدس، 1993;

5. Vladimirov Yu. S.، Karnaukhov A. V.، Kulakov Yu.I. مقدمه ای بر تئوری ساختارهای فیزیکی و ژئومتروفیزیک دوتایی. - م.: ارشمیدس، 1993.

6. کتاب درسی "مفاهیم علوم طبیعی مدرن"

کوزنتسوف بی.تی.از گالیله تا انیشتین - M.: Nauka، 1966. - P.38.

سانتی متر.: Kudryavtsev P.S.دوره آموزشی تاریخ فیزیک. - م.: آموزش و پرورش، 1974. - ص 179.

ببینید: Dubnischeva T.Ya. فرمان. Op. – ص 802 – 803.

سانتی متر.: گریب A.A. مهبانگ: خلقت یا خاستگاه؟ /در کتاب. رابطه بین تصاویر فیزیکی و رلیپتوتیک جهان. - Kostroma: انتشارات MIITSAOST، 1996. - P. 153-166.

1. سطوح ساختاری سازماندهی ماده

در کلی‌ترین شکل آن، ماده مجموعه‌ای نامتناهی از همه اشیاء و منظومه‌هایی است که در کنار هم در جهان وجود دارند، مجموع ویژگی‌ها، ارتباطات، روابط و اشکال حرکت آنها. علاوه بر این، نه تنها همه اشیاء و اجسام طبیعت را که مستقیماً قابل مشاهده هستند، بلکه هر چیزی را که در حواس به ما داده نشده است نیز شامل می شود. تمام جهان پیرامون ما در حال حرکت ماده در اشکال و مظاهر بی‌نهایت متنوع با تمام ویژگی‌ها، پیوندها و روابط آن است. در این جهان همه اشیا دارای نظم درونی و سازماندهی سیستمی هستند. نظم در حرکت منظم و تعامل همه عناصر ماده ظاهر می شود و به همین دلیل آنها در سیستم ها ترکیب می شوند. بنابراین، کل جهان به عنوان مجموعه ای از سیستم ها به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته ظاهر می شود، که در آن هر شی به طور همزمان یک سیستم مستقل و عنصر دیگری از سیستم پیچیده تر است.

با توجه به تصویر علمی طبیعی مدرن جهان، تمام اشیاء طبیعی نیز سیستم های منظم، ساختارمند و به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته هستند. بر اساس یک رویکرد سیستماتیک به طبیعت، همه مواد به دو دسته بزرگ از سیستم های مادی تقسیم می شوند - طبیعت بی جان و زنده. در منظومه ای از طبیعت بی جان، عناصر ساختاری عبارتند از: ذرات بنیادی، اتم ها، مولکول ها، میدان ها، اجرام ماکروسکوپی، سیارات و منظومه های سیاره ای، ستارگان و منظومه های ستاره ای، کهکشان ها، فرا کهکشان ها و جهان به عنوان یک کل. بر این اساس، در طبیعت زنده عناصر اصلی پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک، سلولی، موجودات تک سلولی و چند سلولی، اندام ها و بافت ها، جمعیت ها، بیوسنوزها، مواد زنده سیاره.

در عین حال، هم ماده بی جان و هم ماده زنده تعدادی سطوح ساختاری به هم پیوسته را شامل می شود. ساختار مجموعه ای از ارتباطات بین عناصر یک سیستم است. بنابراین، هر سیستمی نه تنها از زیرسیستم ها و عناصر، بلکه از ارتباطات مختلف بین آنها تشکیل شده است. در این سطوح، اصلی ترین آنها اتصالات افقی (هماهنگی) و بین سطوح - عمودی (فرع) هستند. مجموعه اتصالات افقی و عمودی امکان ایجاد یک ساختار سلسله مراتبی از جهان را فراهم می کند که در آن ویژگی اصلی تعیین کننده اندازه جسم و جرم آن و همچنین رابطه آنها با انسان است. بر اساس این معیار، سطوح ذیل از ماده متمایز می شوند: جهان خرد، جهان ماکرو جهان و مگاجهان.

Microworld منطقه ای از ریز اجرام مادی بسیار کوچک و مستقیماً غیرقابل مشاهده است که ابعاد فضایی آن در محدوده 8-10 تا 10-16 سانتی متر محاسبه می شود و طول عمر آن از بینهایت تا 10-24 ثانیه است. این شامل میدان ها، ذرات بنیادی، هسته ها، اتم ها و مولکول ها می شود.

دنیای ماکرو جهان اشیاء مادی است که از نظر مقیاس با شخص و پارامترهای فیزیکی او متناسب است. در این سطح، کمیت های فضایی بر حسب میلی متر، سانتی متر، متر و کیلومتر و زمان - بر حسب ثانیه، دقیقه، ساعت، روز و سال بیان می شود. در واقعیت عملی، ماکرو کیهان با درشت مولکول ها، مواد در حالت های مختلف تجمع، موجودات زنده، انسان و محصولات فعالیت های آنها نشان داده می شود. درشت بادی ها

مگاجهان کره ای با مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی است که فاصله آن بر حسب واحدهای نجومی، سال نوری و پارسک و طول عمر اجرام فضایی با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود. این سطح از ماده شامل بزرگترین اجرام مادی است: ستاره ها، کهکشان ها و خوشه های آنها.

هر یک از این سطوح قوانین خاص خود را دارند که به یکدیگر تقلیل ناپذیرند. هر چند که هر سه سپهر جهان ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند.

ساختار دنیای مگا

عناصر ساختاری اصلی مگا جهان سیارات و منظومه های سیاره ای هستند. ستاره ها و منظومه های ستاره ای که کهکشان ها را تشکیل می دهند. سیستم های کهکشانی که متا کهکشان ها را تشکیل می دهند.

سیارات - غیر خودنور اجرام آسمانی، به شکل یک توپ است که به دور ستاره ها می چرخد ​​و نور آنها را منعکس می کند. سیارات منظومه شمسی به دلیل نزدیکی به زمین، سیاراتی هستند که در مدارهای بیضی شکل به دور خورشید حرکت می کنند. زمین ما نیز که از خورشید در فاصله 150 میلیون کیلومتری قرار دارد نیز جزو این گروه از سیارات است.

ستارگان اجرام فضایی درخشان (گاز) هستند که از یک محیط گاز-غبار (عمدتاً هیدروژن و هلیوم) در نتیجه تراکم گرانشی تشکیل شده‌اند. ستارگان در فواصل زیادی از یکدیگر قرار دارند و در نتیجه از یکدیگر جدا می شوند. این بدان معنی است که ستارگان عملاً با یکدیگر برخورد نمی کنند، اگرچه حرکت هر یک از آنها توسط نیروی گرانشی ایجاد شده توسط تمام ستاره های کهکشان تعیین می شود. تعداد ستاره های کهکشان حدود یک تریلیون است. پرتعدادترین آنها کوتوله ها هستند که جرم آنها حدود 10 برابر کمتر از جرم خورشید است. بسته به جرمشان، ستارگان به کوتوله های سفید، ستاره های نوترونی یا سیاه چاله ها تبدیل می شوند.

کوتوله سفید یک پس ستاره الکترونی است که وقتی ستاره ای در مرحله نهایی تکاملش جرمی کمتر از 1.2 جرم خورشید داشته باشد، تشکیل می شود. قطر کوتوله سفید برابر با قطر زمین ما است، دما به حدود یک میلیارد درجه می رسد و چگالی آن 10 t/cm 3 است، یعنی. صدها برابر بیشتر از چگالی زمین.

ستارگان نوترونی در مرحله نهایی تکامل ستارگانی با جرم 1.2 تا 2 خورشیدی به وجود می آیند. دما و فشار زیاد در آنها شرایطی را برای تشکیل تعداد زیادی نوترون ایجاد می کند. در این حالت فشرده سازی بسیار سریع ستاره اتفاق می افتد که طی آن واکنش های هسته ای سریع در لایه های بیرونی آن آغاز می شود. در این حالت آنقدر انرژی آزاد می شود که انفجاری رخ می دهد و لایه بیرونی ستاره را پراکنده می کند. مناطق داخلی آن به سرعت در حال کوچک شدن هستند. جسم باقی مانده ستاره نوترونی نامیده می شود زیرا از پروتون و نوترون ساخته شده است. به ستاره های نوترونی تپ اختر نیز می گویند.

سیاهچاله ها ستارگانی هستند که در مراحل پایانی رشد خود قرار دارند و جرم آنها از 2 جرم خورشید بیشتر است و قطری بین 10 تا 20 کیلومتر دارند. محاسبات نظری نشان داد که آنها دارای یک جرم غول پیکر (10 15 گرم) و یک میدان گرانشی غیرعادی قوی هستند. آنها نام خود را به این دلیل گرفتند که درخشش ندارند، و به دلیل میدان گرانشی خود، تمام اجسام کیهانی و تشعشعاتی را که نمی توانند از آنها خارج شوند، از فضا می گیرند، به نظر می رسد که در آنها می افتند (در حال کشیده شدن، مانند یک سوراخ). ). به دلیل گرانش قوی، هیچ جسم مادی اسیر شده ای نمی تواند فراتر از شعاع گرانشی جسم حرکت کند و بنابراین برای ناظر "سیاه" به نظر می رسد.

منظومه‌های ستاره‌ای (خوشه‌های ستاره‌ای) گروه‌هایی از ستارگان هستند که توسط نیروهای گرانشی به هم متصل شده‌اند، دارای منشأ مشترک، ترکیب شیمیایی مشابه و شامل صدها هزار ستاره منفرد هستند. منظومه های ستاره ای پراکنده مانند Pleiades در صورت فلکی ثور وجود دارد. چنین سیستم هایی شکل درستی ندارند. در حال حاضر بیش از هزار مورد شناخته شده است

سیستم های ستاره ای علاوه بر این، منظومه های ستاره ای شامل خوشه های ستاره ای کروی هستند که شامل صدها هزار ستاره هستند. نیروهای گرانشی ستاره ها را در چنین خوشه هایی برای میلیاردها سال نگه می دارند. در حال حاضر، دانشمندان حدود 150 خوشه کروی را می شناسند.

کهکشان ها مجموعه ای از خوشه های ستاره ای هستند. مفهوم "کهکشان" در تفسیر مدرن آن به معنای منظومه های ستاره ای عظیم است. این اصطلاح (از یونانی «شیر، شیری») برای اشاره به منظومه ستارگان ما ابداع شد، که یک نوار روشن با رنگ شیری است که در سراسر آسمان کشیده شده است و به همین دلیل راه شیری نامیده می شود.

به طور متعارف، بر اساس شکل ظاهری، کهکشان ها را می توان به سه نوع تقسیم کرد. اولین (حدود 80٪) شامل کهکشان های مارپیچی است. در این گونه، "آستین" هسته و مارپیچ به وضوح مشاهده می شود. نوع دوم (حدود 17٪) شامل کهکشان های بیضوی است. آنهایی که شکل بیضی دارند. نوع سوم (تقریباً 3٪) شامل کهکشان هایی با شکل نامنظم است که هسته مشخصی ندارند. علاوه بر این، کهکشان ها از نظر اندازه، تعداد ستارگان و درخشندگی متفاوت هستند. همه کهکشان ها در حال حرکت هستند و فاصله بین آنها دائما در حال افزایش است، یعنی. دور شدن (پراکندگی) کهکشان ها از یکدیگر وجود دارد.

منظومه شمسی ما متعلق به کهکشان است راه شیریکه شامل حداقل 100 میلیارد ستاره است و به همین دلیل در دسته کهکشان های غول پیکر قرار می گیرد. شکلی مسطح دارد که در مرکز آن هسته ای با "آستین های" مارپیچی وجود دارد که از آن بیرون آمده است. قطر کهکشان ما حدود 100 هزار و ضخامت آن 10 هزار سال نوری است. کهکشان همسایه ما سحابی آندرومدا است.

متا کهکشان سیستمی از کهکشان ها است که شامل تمام اجرام کیهانی شناخته شده است.

از آنجایی که دنیای مگا با فواصل زیاد سروکار دارد، واحدهای ویژه زیر برای اندازه گیری این فاصله ها ایجاد شده اند:

سال نوری - مسافتی که یک پرتو نور در طول یک سال با سرعت 300000 کیلومتر بر ثانیه طی می کند، یعنی. یک سال نوری 10 تریلیون کیلومتر است.

یک واحد نجومی میانگین فاصله زمین تا خورشید، 1 واحد نجومی است. برابر با 8.3 دقیقه نوری این بدان معنی است که پرتوهای خورشید پس از خروج از خورشید، در 8.3 دقیقه به زمین می رسد.

پارسک واحد اندازه گیری فواصل کیهانی درون و بین منظومه های ستاره ای است. 1 عدد - 206265 au، یعنی. تقریباً معادل 30 تریلیون کیلومتر یا 3.3 سال نوری است.

ساختار کیهان کلان

هر سطح ساختاری ماده در رشد خود تابع قوانین خاصی است، اما در عین حال هیچ مرز سخت و سفت و سختی بین این سطوح وجود ندارد؛ همه آنها ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند. مرزهای عالم خرد و کلان متحرک هستند؛ هیچ عالم صغیر جداگانه و یک عالم کلان جداگانه وجود ندارد. طبیعتاً اشیاء کلان و ابر اشیاء از اجسام خرد ساخته می شوند. با این وجود، اجازه دهید مهم ترین اشیاء کیهان کلان را برجسته کنیم.

مفهوم مرکزی جهان کلان مفهوم ماده است که در فیزیک کلاسیک که فیزیک عالم کلان است از میدان جدا می شود. ماده نوعی ماده است که دارای جرم سکون است. برای ما به شکل اجسام فیزیکی وجود دارد که دارای برخی پارامترهای مشترک هستند - وزن مخصوص، دما، ظرفیت گرمایی، قدرت یا کشش مکانیکی، هدایت حرارتی و الکتریکی، خواص مغناطیسی و غیره. همه این پارامترها می توانند به طور گسترده ای متفاوت باشند، هم از یک ماده به ماده دیگر و هم برای یک ماده، بسته به شرایط خارجی.

ساختار جهان خرد

در آستانه قرن XIX-XX. تغییرات اساسی در تصویر علمی طبیعی جهان رخ داده است که ناشی از آخرین اکتشافات علمی در زمینه فیزیک بوده و بر ایده ها و نگرش های اساسی آن تأثیر گذاشته است. در نتیجه اکتشافات علمیایده های سنتی فیزیک کلاسیک در مورد ساختار اتمی ماده رد شد. کشف الکترون به معنای از دست دادن وضعیت اتم به عنوان یک عنصر ساختاری غیرقابل تقسیم ماده و در نتیجه دگرگونی بنیادی ایده های کلاسیک در مورد واقعیت عینی بود. اکتشافات جدید اجازه داده است:

وجود در واقعیت عینی نه تنها جهان کلان، بلکه جهان خرد را آشکار می کند.

ایده نسبیت حقیقت را تأیید کنید، که تنها گامی در مسیر شناخت ویژگی های اساسی طبیعت است.

ثابت کنید که ماده از یک "عنصر اولیه غیرقابل تقسیم" (اتم) تشکیل شده است، بلکه از تنوع بی نهایتی از پدیده ها، انواع و اشکال ماده و روابط متقابل آنها تشکیل شده است.

مفهوم ذرات بنیادی انتقال دانش علوم طبیعی از سطح اتمی به سطح ذرات بنیادی، دانشمندان را به این نتیجه رسانده است که مفاهیم و اصول فیزیک کلاسیک برای مطالعه خصوصیات فیزیکی کوچکترین ذرات ماده (ریز اشیاء) کاربرد ندارد. مانند الکترون‌ها، پروتون‌ها، نوترون‌ها، اتم‌هایی که عالم کوچک نامرئی ما را تشکیل می‌دهند. به دلیل شاخص‌های فیزیکی خاص، ویژگی‌های اجسام در ریزجهان با ویژگی‌های اجسام در دنیای ماکرو جهان که ما به آن عادت کرده‌ایم و مگا جهان دور، کاملاً متفاوت است. از این رو نیاز به کنار گذاشتن ایده های معمولی که توسط اشیاء و پدیده های جهان کلان به ما تحمیل می شود، پدید آمد. جست‌وجوی راه‌های جدید برای توصیف ریز اشیاء به ایجاد مفهوم ذرات بنیادی کمک کرد.

بر اساس این مفهوم، عناصر اصلی ساختار ریزجهان، ریز ذرات ماده هستند که نه اتم هستند و نه هسته اتمی، حاوی هیچ عنصر دیگری نیستند و ساده ترین خواص را دارند. چنین ذرات ابتدایی نامیده می شدند، یعنی. ساده ترین، بدون داشتن هیچ قطعه ای.

پس از اینکه مشخص شد اتم آخرین "آجر" جهان نیست، بلکه از ذرات بنیادی ساده تر ساخته شده است، جستجوی آنها جایگاه اصلی را در تحقیقات فیزیکدانان گرفت. تاریخچه کشف ذرات بنیادی در پایان قرن نوزدهم آغاز شد، زمانی که در سال 1897 فیزیکدان انگلیسی جی. تامسون اولین ذره بنیادی - الکترون را کشف کرد. تاریخچه کشف تمام ذرات بنیادی شناخته شده امروزی شامل دو مرحله است.

مرحله اول در دهه 30-50 است. قرن XX در آغاز دهه 1930. پروتون و فوتون در سال 1932 کشف شدند - نوترون و چهار سال بعد - اولین پادذره - پوزیترون که جرم آن برابر با الکترون است، اما بار مثبت دارد. در پایان این دوره، 32 ذره بنیادی شناخته شدند و هر ذره جدید با کشف طیف اساسی جدیدی از پدیده های فیزیکی همراه بود.

مرحله دوم در دهه 1960 رخ داد، زمانی که تعداد کل ذرات شناخته شده از 200 گذشت. در این مرحله، شتاب دهنده های ذرات باردار ابزار اصلی کشف و تحقیق ذرات بنیادی شدند. در دهه 1970-80. جریان اکتشافات ذرات بنیادی جدید تشدید شد و دانشمندان شروع به صحبت در مورد خانواده ذرات بنیادی کردند. در حال حاضر، علم بیش از 350 ذره بنیادی را می شناسد که از نظر جرم، بار، چرخش، طول عمر و تعدادی دیگر از ویژگی های فیزیکی متفاوت هستند.

همه ذرات بنیادی دارای برخی خواص مشترک هستند. یکی از آنها خاصیت دوگانگی موج - ذره است، یعنی. وجود هر دو ویژگی موجی و خواص ماده در همه میکرواشیاء.

یکی دیگر از ویژگی های رایج این است که تقریباً همه ذرات (به جز فوتون و دو مزون) پادذرات خاص خود را دارند. پادذرات ذرات بنیادی هستند که از همه جهات شبیه به ذرات هستند، اما در علائم مخالف بار الکتریکی و گشتاور مغناطیسی با هم تفاوت دارند. پس از کشف تعداد زیادی پادذره، دانشمندان شروع به صحبت در مورد احتمال وجود پادماده و حتی ضد جهان کردند. هنگامی که ماده با پادماده تماس پیدا می کند، فرآیند نابودی رخ می دهد - تبدیل ذرات و پادذرات به فوتون ها و مزون های انرژی بالا (ماده به تشعشع تبدیل می شود).

یکی دیگر از ویژگی های مهم ذرات بنیادی، قابلیت تبدیل جهانی آنهاست. این ویژگی نه در دنیای کلان و نه در دنیای بزرگ وجود ندارد.

مرحله سازمان های موضوع (2)چکیده >> زیست شناسی

3 2. تثلیث مفهومی سطوحدانش در زیست شناسی مدرن…………………………….. 4 3. ساختاری سطوح سازمان هایسیستم های زنده ….. . 6... مرحله سازمان های موضوع. طبیعت زنده (به طور خلاصه زندگی) چنین شکلی است سازمان های موضوعبر مرحله ...

ویژگی های بیولوژیکی مرحله سازمان های موضوع (1)

چکیده >> زیست شناسی

5. ساختاری سطوحزنده. 6. نتیجه گیری. 7. فهرست مراجع. معرفی. سطح بیولوژیکی سازمان های موضوعارائه شده ... و غیره ساختاری سطوح سازمان هایزنده. سیستم- ساختاری سطوح سازمان هایبه اندازه کافی اشکال متنوع از موجودات زنده وجود دارد...

وراثت ساختاری سطوح سازمان هایارثی مواد

چکیده >> زیست شناسی

وراثت ساختاری سطوح سازمان هایارثی مواد. وراثت ساختاری سطوح سازمان هایارثی مواد. مقررات ... دلیل – موانع جدی: - سازمانژنتیکی موادبه شکل کروموزوم - ...

سطوح ساختاری سازماندهی ماده

نام پارامتر	معنی
موضوع مقاله:	سطوح ساختاری سازماندهی ماده
روبریک (دسته موضوعی)	تحصیلات

در کلی‌ترین شکل آن، ماده مجموعه‌ای نامتناهی از همه اشیاء و منظومه‌هایی است که در کنار هم در جهان وجود دارند، مجموع ویژگی‌ها، ارتباطات، روابط و اشکال حرکت آنها. علاوه بر این، نه تنها همه اشیاء و اجسام طبیعت را که مستقیماً قابل مشاهده هستند، بلکه هر چیزی را که در حواس به ما داده نشده است نیز شامل می شود. تمام جهان پیرامون ما در حال حرکت ماده در اشکال و مظاهر بی‌نهایت متنوع، با تمام ویژگی‌ها، پیوندها و روابط آن است. در این جهان همه اشیا دارای نظم درونی و سازماندهی سیستمی هستند. نظم در حرکت منظم و تعامل همه عناصر ماده ظاهر می شود و به همین دلیل آنها در سیستم ها ترکیب می شوند. بنابراین، کل جهان به عنوان مجموعه ای از سیستم ها به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته ظاهر می شود، که در آن هر شی به طور همزمان یک سیستم مستقل و عنصر دیگری از سیستم پیچیده تر است.

با توجه به تصویر طبیعی-علمی مدرن جهان، همه اشیاء طبیعی نیز نظام‌های خود نظم، ساختارمند و سازمان‌یافته سلسله مراتبی را نشان می‌دهند. بر اساس یک رویکرد سیستماتیک به طبیعت، همه مواد به دو دسته بزرگ از سیستم های مادی تقسیم می شوند - طبیعت بی جان و زنده. در سیستم طبیعت بی جانعناصر ساختاری عبارتند از: ذرات بنیادی، اتم‌ها، مولکول‌ها، میدان‌ها، اجرام ماکروسکوپی، سیارات و منظومه‌های سیاره‌ای، ستارگان و منظومه‌های ستاره‌ای، کهکشان‌ها، فراکهکشان‌ها و جهان در کل. بر این اساس، در حیات وحشعناصر اصلی پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک، سلول ها، موجودات تک سلولی و چند سلولی، اندام ها و بافت ها، جمعیت ها، بیوسنوزها، مواد زنده سیاره هستند.

در عین حال، هم ماده بی جان و هم ماده زنده تعدادی سطوح ساختاری به هم پیوسته را شامل می شود. ساختار مجموعه ای از ارتباطات بین عناصر یک سیستم است. به همین دلیل، هر سیستمی نه تنها از زیرسیستم ها و عناصر، بلکه از ارتباطات گوناگون بین آنها نیز تشکیل شده است. در این سطوح، موارد اصلی عبارتند از -

اتصالات افقی (هماهنگی) و بین سطوح اتصالات عمودی (فرعی) وجود دارد. مجموعه اتصالات افقی و عمودی امکان ایجاد یک ساختار سلسله مراتبی از جهان را فراهم می کند که در آن ویژگی اصلی تعیین کننده اندازه یک جسم و جرم آن و همچنین رابطه آنها با یک شخص است. بر اساس این معیار، سطوح ذیل از ماده متمایز می شوند: جهان خرد، جهان ماکرو جهان و مگاجهان.

دنیای خرد- منطقه ریز اشیاء مادی بسیار کوچک و مستقیماً غیرقابل مشاهده که ابعاد فضایی آن در محدوده 10-8 تا 10-16 سانتی متر محاسبه می شود و طول عمر آن از بینهایت تا 10-24 ثانیه است. این شامل میدان ها، ذرات بنیادی، هسته ها، اتم ها و مولکول ها می شود.

Macroworld -جهان اشیاء مادی متناسب با مقیاس شخص و پارامترهای فیزیکی او. در این سطح، کمیت های فضایی بر حسب میلی متر، سانتی متر، متر و کیلومتر و زمان - بر حسب ثانیه، دقیقه، ساعت، روز و سال بیان می شود. در واقعیت عملی، ماکرو کیهان توسط درشت مولکول‌ها، مواد در حالت‌های مختلف تجمع، موجودات زنده، انسان‌ها و محصولات فعالیت‌های آنها نشان داده می‌شود، ᴛ.ᴇ. درشت بادی ها

دنیای مگا -کره ای از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی که فاصله آن بر حسب واحدهای نجومی، سال نوری و پارسک و طول عمر اجرام فضایی با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود. این سطح از ماده شامل بزرگترین اجرام مادی است: ستاره ها، کهکشان ها و خوشه های آنها.

هر یک از این سطوح قوانین خاص خود را دارند که به یکدیگر تقلیل ناپذیرند. هر چند که هر سه سپهر جهان ارتباط تنگاتنگی با یکدیگر دارند.

سطوح ساختاری سازماندهی ماده - مفهوم و انواع. طبقه بندی و ویژگی های دسته "سطوح ساختاری سازمان ماده" 2017، 2018.

در علوم طبیعی کلاسیک، و بالاتر از همه، در علوم طبیعی قرن گذشته، آموزه اصول سازماندهی ساختاری ماده توسط اتمیسم کلاسیک نشان داده شد. در مورد اتمیسم بود که تعمیمات نظری منشأ هر یک از علوم بسته شد. ایده های اتمیسم به عنوان پایه ای برای سنتز دانش و تکیه گاه اصلی آن عمل کردند. امروزه، تحت تأثیر توسعه سریع همه حوزه های علوم طبیعی، اتمیسم کلاسیک دستخوش دگرگونی های شدیدی می شود. مهم ترین و گسترده ترین تغییرات در ایده های ما در مورد اصول سازماندهی ساختاری ماده، تغییراتی است که در توسعه فعلی مفاهیم سیستم بیان می شود.

طرح کلی ساختار پله سلسله مراتبی ماده، که با تشخیص وجود سطوح نسبتاً مستقل و پایدار، نقاط گرهی در یک سری از تقسیمات ماده مرتبط است، نیرو و معنای اکتشافی خود را حفظ می کند. طبق این طرح، اشیاء گسسته از سطح خاصی از ماده، با ورود به فعل و انفعالات خاص، به عنوان موارد اولیه در شکل گیری و توسعه انواع اساساً جدید از اشیاء با خواص و اشکال مختلف تعامل عمل می کنند. در عین حال، ثبات و استقلال بیشتر اشیاء اولیه و نسبتاً ابتدایی، خصوصیات، روابط و الگوهای تکراری و پایدار اشیاء سطح بالاتر را تعیین می کند. این موقعیت برای سیستم هایی با ماهیت متفاوت یکسان است.

ساختارمندی و سازماندهی سیستمی ماده از مهمترین صفات آن است که بیانگر نظم وجود ماده و اشکال خاصی است که در آن ظاهر می شود.

ساختار ماده معمولاً به عنوان ساختار آن در جهان کلان درک می شود، یعنی. وجود به شکل مولکول، اتم، ذرات بنیادی و غیره. این امر به این دلیل است که انسان موجودی ماکروسکوپیک است و مقیاس های کلان برای او آشناست، بنابراین مفهوم ساختار معمولاً با اشیاء خرد مختلف همراه است.

اما اگر ماده را به عنوان یک کل در نظر بگیریم، آنگاه مفهوم ساختار ماده اجسام ماکروسکوپی، همه سیستم‌های کیهانی ابرجهان، و در هر مقیاس فضا-زمانی خودسرانه بزرگ را نیز در بر می‌گیرد. از این منظر، مفهوم "ساختار" در این واقعیت متجلی می شود که در قالب یک تنوع بی نهایت از سیستم های یکپارچه، به هم پیوسته نزدیک، و همچنین در نظم ساختار هر سیستم وجود دارد. چنین ساختاری از نظر کمی و کیفی بی نهایت است.

مظاهر بی نهایت ساختاری ماده عبارتند از:

- پایان ناپذیری اشیاء و فرآیندهای دنیای خرد.

- بی نهایت مکان و زمان؛

- بی نهایت تغییرات و توسعه فرآیندها.

از بین انواع اشکال واقعیت عینی، فقط منطقه محدود جهان مادی همیشه از نظر تجربی قابل دسترسی است که اکنون در مقیاسی از 10 -15 تا 10 28 سانتی متر و در زمان - تا 2 × 10 9 سال گسترش می یابد.

ساختار و سازماندهی سیستمی ماده از مهمترین ویژگیهای آن است. آنها نظم و ترتیب وجود ماده و آن اشکال خاصی را که در آنها ظاهر می شود بیان می کنند.

جهان مادی یکی است: منظور ما این است که همه اجزای آن - از جماد گرفته تا موجودات زنده، از اجرام آسمانی تا انسان به عنوان عضوی از جامعه - به نحوی به هم متصل هستند.

سیستم چیزی است که به روشی خاص به هم مرتبط است و تابع قوانین مربوطه است.

نظم یک مجموعه به معنای وجود روابط منظم بین عناصر سیستم است که خود را در قالب قوانین سازمان ساختاری نشان می دهد. همه سیستم های طبیعی دارای نظم درونی هستند که در نتیجه تعامل اجسام و رشد طبیعی ماده بوجود می آیند. خارجی برای سیستم های مصنوعی ایجاد شده توسط انسان معمول است: فنی، تولیدی، مفهومی و غیره.

سطوح ساختاری ماده از مجموعه خاصی از اشیاء از هر طبقه تشکیل می شود و با نوع خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شود.

معیارهای شناسایی سطوح مختلف ساختاری به شرح زیر است:

- مقیاس های فضایی و زمانی؛

- مجموعه ای از خواص ضروری؛

- قوانین خاص حرکت؛

- درجه پیچیدگی نسبی که در فرآیند با آن مواجه می شود توسعه تاریخیماده در یک منطقه معین از جهان؛

- برخی علائم دیگر

سطوح ساختاری شناخته شده فعلی ماده را می توان با توجه به ویژگی های فوق به مناطق زیر طبقه بندی کرد.

1. دنیای کوچک. این شامل:

- ذرات بنیادی و هسته های اتمی - مساحت 10 تا 15 سانتی متر؛

– اتم ها و مولکول ها 10 – 8 - 10 – 7 سانتی متر.

ریزجهان مولکول‌ها، اتم‌ها، ذرات بنیادی است - دنیای ریز اجرام بسیار کوچک و غیرقابل مشاهده مستقیم، که تنوع فضایی آن‌ها از 10-8 تا 10-16 سانتی‌متر محاسبه می‌شود و طول عمر آن از بینهایت تا 10-24 است. س

2. Macroworld: اجسام ماکروسکوپی 10 –6 -10 7 cm.

دنیای ماکرو، دنیای اشکال و مقادیر پایدار متناسب با انسان، و همچنین مجتمع‌های کریستالی مولکول‌ها، موجودات، اجتماعات موجودات است. دنیای اجسام کلان که ابعاد آن با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است: مقادیر مکانی در میلی متر، سانتی متر و کیلومتر و زمان - در ثانیه، دقیقه، ساعت، سال بیان می شود.

مگاجهان سیارات، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، فرا کهکشان ها است - دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، که فاصله آن در سال نوری اندازه گیری می شود، و طول عمر اجرام فضایی با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.

و اگرچه این سطوح قوانین خاص خود را دارند، جهان های خرد، کلان و مگا به شدت به هم مرتبط هستند.

3. Megaworld: سیستم های فضایی و مقیاس های نامحدود تا 1028 سانتی متر.

سطوح مختلف ماده با انواع مختلفی از اتصالات مشخص می شود.

در مقیاس 10-13 سانتی متر - تعاملات قوی، یکپارچگی هسته توسط نیروهای هسته ای تضمین می شود.


یکپارچگی اتم ها، مولکول ها و ماکروبدی ها توسط نیروهای الکترومغناطیسی تضمین می شود.


در مقیاس کیهانی - نیروهای گرانشی.


با افزایش اندازه اجسام، انرژی تعامل کاهش می یابد. اگر انرژی برهمکنش گرانشی را به عنوان واحد در نظر بگیریم، برهمکنش الکترومغناطیسی در یک اتم 1039 برابر بیشتر و برهمکنش بین نوکلئون ها - ذرات تشکیل دهنده هسته - 1041 برابر بیشتر خواهد بود. هرچه اندازه سیستم های مواد کوچکتر باشد، عناصر آنها محکم تر به هم متصل می شوند.


تقسیم ماده به سطوح ساختاری نسبی است. در مقیاس‌های فضا-زمان موجود، ساختار ماده در سازماندهی سیستمی آن، وجود به شکل انبوهی از سیستم‌های متقابل سلسله مراتبی، از ذرات بنیادی گرفته تا متاکهکشان، آشکار می‌شود.


در مورد ساختارگرایی - تجزیه درونی وجود مادی، می توان خاطرنشان کرد که هر چقدر هم که دامنه جهان بینی علم گسترده باشد، ارتباط نزدیکی با کشف بیشتر و بیشتر تشکل های ساختاری جدید دارد. به عنوان مثال، اگر قبلاً دیدگاه جهان به کهکشان محدود می شد، سپس به سیستمی از کهکشان ها گسترش می یافت، اکنون متا کهکشان به عنوان یک سیستم خاص با قوانین خاص، فعل و انفعالات داخلی و خارجی مورد مطالعه قرار می گیرد.


در علم مدرن، روش تحلیل ساختاری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد که ماهیت سیستماتیک اشیاء مورد مطالعه را در نظر می گیرد. به هر حال، ساختار، تجزیه درونی وجود مادی است، نحوه وجود ماده. سطوح ساختاری ماده از مجموعه معینی از اشیاء از هر نوعی تشکیل می شوند و مشخص می شوند به شکلی خاصتعاملات بین عناصر تشکیل دهنده آنها، در رابطه با سه حوزه اصلی واقعیت عینی، این سطوح به این صورت است (جدول 1).


جدول 1 - سطوح ساختاری ماده


طبیعت غیر آلی	طبیعت زنده	جامعه
زیر میکروبنی	ماکرومولکولی بیولوژیکی	شخصی
خرد ابتدایی	سلولی	خانواده
اتمی	میکروارگانیک	تیم ها
اتمی	اندام ها و بافت ها	گروه های اجتماعی بزرگ (طبقات، ملت ها)
مولکولی	بدن به عنوان یک کل	دولت (جامعه مدنی)
سطح کلان	جمعیت ها	سیستم های دولتی
سطح مگا (سیاره ها، منظومه های ستاره ای سیاره ای، کهکشان ها)	بیوسنوز	انسانیت در کل
سطح مگا (متا کهکشان ها)	زیست کره	نووسفر

هر یک از حوزه های واقعیت عینی شامل تعدادی سطوح ساختاری به هم پیوسته است. در این سطوح، روابط هماهنگی غالب است و بین سطوح، روابط تبعی غالب است.


مطالعه سیستماتیک اشیاء مادی نه تنها مستلزم ایجاد راه‌هایی برای توصیف روابط، پیوندها و ساختار بسیاری از عناصر است، بلکه شامل شناسایی عناصری از آنها است که سیستم‌ساز هستند، یعنی. عملکرد جداگانه و توسعه سیستم را تضمین کنید. یک رویکرد سیستماتیک به تشکیلات مادی، امکان درک سیستم مورد نظر در سطح بالاتر را پیش‌فرض می‌گیرد. سیستم معمولاً با یک ساختار سلسله مراتبی مشخص می شود، به عنوان مثال. گنجاندن متوالی یک سیستم سطح پایین تر به یک سیستم سطح بالاتر.


بنابراین، ساختار ماده در سطح طبیعت بی‌جان (غیر آلی) شامل ذرات بنیادی، اتم‌ها، مولکول‌ها (اجرای ریزجهان، کلان بدن‌ها و اجرام مگا‌جهان: سیارات، کهکشان‌ها، منظومه‌های فراکهکشانی و غیره) است. یک متا کهکشان اغلب با کل کیهان شناسایی می شود، اما جهان به معنای بسیار گسترده کلمه درک می شود؛ آن با کل جهان مادی و ماده متحرک یکسان است، که می تواند شامل بسیاری از فرا کهکشان ها و سایر سیستم های کیهانی باشد.


حیات وحش نیز ساختاری دارد. سطح بیولوژیکی و سطح اجتماعی را متمایز می کند. سطح بیولوژیکی شامل سطوح فرعی است:


- ماکرومولکول ها (اسیدهای نوکلئیک، DNA، RNA، پروتئین ها)؛


- سطح سلولی؛


- میکروارگانیک (جانداران تک سلولی)؛


- اندام ها و بافت های بدن به عنوان یک کل؛


- جمعیت؛


- بیوسنوتیک؛


- زیست کره


مفاهیم اصلی این سطح در سه زیرسطح آخر مفاهیم بیوتوپ، بیوسنوز، بیوسفر است که نیاز به توضیح دارد.


بیوتوپ مجموعه ای (جامعه) از افراد یک گونه (مثلاً دسته ای از گرگ ها) است که می توانند با هم آمیخته شوند و نوع (جمعیت) خود را تکثیر کنند.


بیوسنوز مجموعه‌ای از جمعیت‌های موجودات است که در آن مواد زائد برخی از آن‌ها شرایطی برای وجود موجودات دیگر ساکن در منطقه‌ای از خشکی یا آب است.


بیوسفر یک سیستم جهانی حیات است، آن بخش از محیط جغرافیایی (قسمت پایین جو، قسمت بالایی لیتوسفر و هیدروسفر) که زیستگاه موجودات زنده است و شرایط لازم برای بقای آنها (دما، خاک، و غیره)، در نتیجه برهم کنش بیوسنوزها تشکیل شده است.


مبنای کلیزندگی در سطح بیولوژیکی - متابولیسم آلی (تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با محیط) - خود را در هر یک از سطوح فرعی انتخاب شده نشان می دهد:


- در سطح موجودات، متابولیسم به معنای جذب و غیر همسان سازی از طریق دگرگونی های درون سلولی است.


- در سطح اکوسیستم ها (بیوسنوز)، شامل زنجیره ای از دگرگونی های یک ماده است که در ابتدا توسط ارگانیسم های تولید کننده از طریق موجودات مصرف کننده و موجودات تخریب کننده متعلق به گونه های مختلف جذب شده است.


- در سطح بیوسفر، گردش جهانی ماده و انرژی با مشارکت مستقیم عوامل در مقیاس کیهانی رخ می دهد.


در مرحله خاصی از توسعه بیوسفر، جمعیت های خاصی از موجودات زنده بوجود می آیند که به لطف توانایی آنها در کار، سطح منحصر به فردی را تشکیل می دهند - اجتماعی. واقعیت اجتماعی در بعد ساختاری به سطوح فرعی تقسیم می شود: افراد، خانواده ها، تیم های مختلف (صنعتی)، گروه های اجتماعی و غیره.


سطح ساختاری فعالیت اجتماعی در روابط خطی مبهم با یکدیگر است (مثلاً سطح ملت ها و سطح دولت ها). در هم تنیدگی سطوح مختلف در جامعه، ایده تسلط شانس و هرج و مرج در فعالیت های اجتماعی را به وجود می آورد. اما یک تجزیه و تحلیل دقیق وجود ساختارهای اساسی را در آن نشان می دهد - حوزه های اصلی زندگی عمومیکه حوزه های مادی و تولیدی، اجتماعی، سیاسی، معنوی هستند که قوانین و ساختارهای خاص خود را دارند. همه آنها، به معنای خاصی، در ساختار اجتماعی-اقتصادی تابع هستند، عمیقاً ساختار یافته و وحدت ژنتیکی توسعه اجتماعی را به عنوان یک کل تعیین می کنند.


بنابراین، هر یک از سه حوزه واقعیت مادی از تعدادی سطوح ساختاری خاص تشکیل شده است که در یک منطقه خاص از واقعیت به ترتیب دقیق هستند.


انتقال از یک منطقه به منطقه دیگر با پیچیدگی و افزایش تعداد عوامل تشکیل شده است که یکپارچگی سیستم ها را تضمین می کند. در هر یک از سطوح ساختاری روابط فرعی وجود دارد ( سطح مولکولیشامل اتمی است و نه برعکس). الگوهای سطوح جدید به الگوهای سطوحی که بر اساس آنها پدید آمده اند تقلیل ناپذیرند و برای سطح معینی از سازماندهی ماده پیشرو هستند. سازمان ساختاری، یعنی نظام مندی راه وجود ماده است.


2. سه "تصویر" از زیست شناسی. زیست شناسی سنتی یا طبیعی


ما همچنین می‌توانیم در مورد سه جهت اصلی زیست‌شناسی یا، به بیان مجازی، سه تصویر از زیست‌شناسی صحبت کنیم:


1. زیست شناسی سنتی یا طبیعت گرایانه. هدف مطالعه آن طبیعت زنده در حالت طبیعی و یکپارچگی تفکیک ناپذیر آن است - همانطور که اراسموس داروین آن را "معبد طبیعت" نامیده است. ریشه ها زیست شناسی سنتیقدمت آن به قرون وسطی باز می گردد، اگرچه کاملاً طبیعی است که در اینجا کارهای ارسطو را به یاد بیاوریم که مسائل زیست شناسی، پیشرفت بیولوژیکی را در نظر گرفت و سعی کرد موجودات زنده ("نردبان طبیعت") را نظام مند کند. شکل گیری زیست شناسی به یک علم مستقل - زیست شناسی طبیعت گرایانه - به قرن 18 و 19 برمی گردد. اولین مرحله زیست شناسی طبیعت گرایانه با ایجاد طبقه بندی حیوانات و گیاهان مشخص شد. اینها شامل طبقه بندی معروف C. Linnaeus (1707 - 1778) است که یک سیستم بندی سنتی از جهان گیاهی است و همچنین طبقه بندی J.-B. لامارک، که رویکردی تکاملی را در طبقه بندی گیاهان و جانوران به کار برد. زیست شناسی سنتی حتی امروزه نیز اهمیت خود را از دست نداده است. آنها به عنوان مدرک، جایگاه اکولوژی را در میان علوم زیستی و همچنین در سراسر علوم طبیعی ذکر می کنند. جایگاه و اقتدار آن در حال حاضر بسیار بالا است و اساساً مبتنی بر اصول زیست شناسی سنتی است، زیرا روابط موجودات را با یکدیگر (عوامل زیستی) و با محیط (عوامل غیر زنده) مطالعه می کند.


2. زیست شناسی کاربردی-شیمیایی، منعکس کننده همگرایی زیست شناسی با علوم دقیق فیزیکی و شیمیایی. یکی از ویژگی های زیست شناسی فیزیکوشیمیایی استفاده گسترده از روش های تجربی است که امکان مطالعه مواد زنده را در سطوح زیر میکروسکوپی، فوق مولکولی و مولکولی فراهم می کند. یکی از مهمترین شاخه های زیست شناسی فیزیکی و شیمیایی است زیست شناسی مولکولی- علمی که ساختار ماکرومولکول هایی را که زیربنای ماده زنده هستند مطالعه می کند. زیست شناسی اغلب یکی از علوم پیشرو قرن بیست و یکم نامیده می شود.


مهمترین روشهای آزمایشی مورد استفاده در زیست شناسی فیزیکوشیمیایی شامل روش اتمهای نشاندار (رادیواکتیو)، روشهای آنالیز پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی، روشهای شکنش (به عنوان مثال جداسازی اسیدهای آمینه مختلف)، استفاده از رایانه و غیره است.


3. زیست شناسی تکاملی. این شاخه از زیست شناسی به مطالعه الگوهای رشد تاریخی موجودات می پردازد. در حال حاضر، مفهوم تکامل گرایی در واقع به بستری تبدیل شده است که ترکیبی از دانش ناهمگون و تخصصی روی آن صورت می گیرد. اساس زیست شناسی تکاملی مدرن نظریه داروین است. همچنین جالب است که داروین در زمان خود موفق به شناسایی چنین حقایق و الگوهایی شده است که دارای اهمیت جهانی هستند، یعنی. نظریه ایجاد شده توسط او برای توضیح پدیده هایی که نه تنها در طبیعت زنده، بلکه در طبیعت بی جان رخ می دهد، قابل استفاده است. در حال حاضر، رویکرد تکاملی توسط همه علوم طبیعی اتخاذ شده است. در عین حال، زیست شناسی تکاملی یک حوزه دانش مستقل است که مشکلات، روش های تحقیق و چشم انداز توسعه خاص خود را دارد.


در حال حاضر، تلاش هایی برای ترکیب این سه جهت ("تصاویر") زیست شناسی و تشکیل یک رشته مستقل - زیست شناسی نظری در حال انجام است.


4. زیست شناسی نظری. هدف زیست شناسی نظری درک اساسی ترین و کلی ترین اصول، قوانین و ویژگی های زیربنایی ماده زنده است. در اینجا، مطالعات مختلف نظرات متفاوتی را در مورد این سؤال مطرح می کنند که چه چیزی باید پایه زیست شناسی نظری شود. بیایید به برخی از آنها نگاه کنیم:


بدیهیات زیست شناسی. B.M. مدنیکوف، نظریه‌پرداز و آزمایش‌گر برجسته، 4 اصل را استخراج کرد که زندگی را مشخص می‌کند و آن را از «غیر زندگی» متمایز می‌کند.


اصل 1. همه موجودات زنده باید از یک فنوتیپ و یک برنامه برای ساخت آن (ژنوتیپ) تشکیل شده باشند که از نسلی به نسل دیگر به ارث می رسد. این ساختار نیست که به ارث می رسد، بلکه شرح ساختار و دستورالعمل های ساخت آن است. زندگی بر اساس تنها یک ژنوتیپ یا یک فنوتیپ غیرممکن است، زیرا در این مورد، اطمینان از بازتولید خود ساختار یا خود نگهداری آن غیرممکن است. (D. Neumann, N. Wiener).


اصل 2. برنامه های ژنتیکی دوباره بوجود نمی آیند، بلکه به صورت ماتریسی تکرار می شوند. ژن نسل قبل به عنوان ماتریسی که ژن نسل آینده بر روی آن ساخته می شود استفاده می شود. زندگی یک کپی ماتریسی است که به دنبال آن نسخه‌ها را خود مونتاژ می‌کند (N.K. Koltsov).


اصل 3. در فرآیند انتقال از نسلی به نسل دیگر، برنامه های ژنتیکی در نتیجه دلایل بسیاری به طور تصادفی و غیر جهت دار تغییر می کنند و تنها به طور اتفاقی این تغییرات تطبیقی ​​می شود. انتخاب تغییرات تصادفی نه تنها اساس تکامل زندگی است، بلکه دلیل شکل‌گیری آن است، زیرا انتخاب بدون جهش عمل نمی‌کند.


اصل 4.
در فرآیند تشکیل فنوتیپ، تغییرات تصادفی در برنامه های ژنتیکی چند برابر می شود که انتخاب آنها توسط عوامل محیطی ممکن می شود. با توجه به افزایش تغییرات تصادفی در فنوتیپ ها، تکامل طبیعت زنده اساساً غیرقابل پیش بینی است (N.V. Timofeev-Resovsky).


E.S. بائر (1935) اصل عدم تعادل پایدار سیستم های زنده را به عنوان ویژگی اصلی زندگی مطرح کرد.


L. Bertalanffy (1932) اجسام بیولوژیکی را به عنوان سیستم های باز در حالت تعادل پویا در نظر گرفت.


E. Schrödinger (1945)، B.P. آستاورها ایجاد زیست شناسی نظری را در تصویری از فیزیک نظری تصور می کردند.


اس. لم (1968) یک تفسیر سایبرنتیکی از زندگی ارائه کرد.


5. الف. مالینوفسکی (1960) روش های ریاضی و سیستمی را به عنوان پایه ای برای زیست شناسی نظری پیشنهاد کرد.

آکادمی اجتماعی باز مسکو

گروه ریاضی و علوم طبیعی عمومی

رشته تحصیلی:

مفاهیم علوم طبیعی مدرن

موضوع چکیده:

سطوح ساختاری سازماندهی ماده.

دانشکده آموزش مکاتبه ای

شماره گروه: FEB-3.6

سرپرست:

مسکو 2009

معرفی

I. سطوح ساختاری سازماندهی ماده: جهان های خرد، کلان، مگا

1.1 ظاهر مدرندر مورد سازماندهی ساختاری ماده

II. ساختار و نقش آن در سازماندهی سیستم های زنده

2.1 سیستم و کل

2.2 بخش و عنصر

2.3 تعامل جزء و کل

III. اتم، انسان، جهان - زنجیره طولانی از عوارض

منابع نتیجه گیری

معرفی

همه اشیاء طبیعت (طبیعت زنده و بی جان) را می توان به عنوان یک سیستم نشان داد که دارای ویژگی هایی است که سطوح سازمانی آنها را مشخص می کند. مفهوم سطوح ساختاری ماده زنده شامل ایده های سیستماتیک و سازماندهی مرتبط با یکپارچگی موجودات زنده است. ماده زنده گسسته است، یعنی. به بخش‌های تشکیل‌دهنده یک سازمان پایین‌تر تقسیم می‌شود که وظایف خاصی دارند. سطوح ساختاری نه تنها در کلاس های پیچیدگی، بلکه در الگوهای عملکرد نیز متفاوت است. ساختار سلسله مراتبی به گونه ای است که هر سطح بالاتر را کنترل نمی کند، بلکه سطح پایین را شامل می شود. این نمودار با دقت بیشتری تصویر کل نگر از طبیعت و سطح توسعه علوم طبیعی را به طور کلی منعکس می کند. با در نظر گرفتن سطح سازمان، می توان سلسله مراتب ساختارهای سازماندهی اشیاء مادی با طبیعت جاندار و بی جان را در نظر گرفت. این سلسله مراتب ساختارها با ذرات بنیادی شروع می شود و به جوامع زنده ختم می شود. مفهوم سطوح ساختاری برای اولین بار در دهه 1920 مطرح شد. قرن ما مطابق با آن، سطوح ساختاری نه تنها بر اساس کلاس های پیچیدگی، بلکه بر اساس الگوهای عملکرد متفاوت است. این مفهوم شامل سلسله مراتبی از سطوح ساختاری است که در آن هر سطح بعدی در سطح قبلی گنجانده شده است.

هدف این کار بررسی مفهوم سازماندهی ساختاری ماده است.

I. سطوح ساختاری سازماندهی ماده: خرد، کلان، مگاجهان

در علم مدرن، اساس ایده ها در مورد ساختار جهان مادی یک رویکرد سیستمی است که بر اساس آن هر شی از جهان مادی اعم از اتم، سیاره و غیره. را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت - یک شکل گیری پیچیده که شامل اجزاء، عناصر و ارتباطات بین آنها است. عنصر در در این موردبه معنای حداقل، بخش غیر قابل تقسیم بیشتر یک سیستم معین است.

مجموعه اتصالات بین عناصر ساختار سیستم را تشکیل می دهد؛ اتصالات پایدار نظم سیستم را تعیین می کند. اتصالات افقی هماهنگ کننده هستند و همبستگی (سازگاری) سیستم را تضمین می کنند؛ هیچ بخشی از سیستم نمی تواند بدون تغییر سایر قسمت ها تغییر کند. اتصالات عمودی اتصالات فرعی هستند؛ برخی از عناصر سیستم تابع برخی دیگر هستند. سیستم دارای نشانه ای از یکپارچگی است - این بدان معنی است که تمام اجزای آن، هنگامی که در یک کل ترکیب می شوند، کیفیتی را تشکیل می دهند که نمی توان آن را به کیفیت عناصر منفرد تقلیل داد. بر اساس دیدگاه های علمی مدرن، همه اشیاء طبیعی سیستم های منظم، ساختارمند و به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته هستند.

در عام‌ترین معنای کلمه، «سیستم» به معنای هر شی یا هر پدیده‌ای از جهان پیرامون ماست و نشان‌دهنده پیوند و تعامل اجزا (عناصر) در کل است. ساختار سازماندهی درونی یک سیستم است که به پیوند عناصر آن در یک کل واحد کمک می کند و ویژگی های منحصر به فردی به آن می بخشد. ساختار ترتیب عناصر یک شی را تعیین می کند. عناصر عبارتند از هر پدیده، فرآیند و همچنین هر ویژگی و رابطه ای که در هر نوع ارتباط و همبستگی متقابل با یکدیگر باشد.

در درک سازمان ساختاری ماده، مفهوم "توسعه" نقش مهمی ایفا می کند. مفهوم توسعه طبیعت بی جان و زنده به عنوان یک تغییر جهت دار برگشت ناپذیر در ساختار اشیاء طبیعی در نظر گرفته می شود، زیرا ساختار بیانگر سطح سازماندهی ماده است. مهمترین ویژگی یک سازه، پایداری نسبی آن است. ساختار یک نظم کلی، کیفی تعریف شده و نسبتاً پایدار از روابط داخلی بین زیرسیستم های یک سیستم خاص است. مفهوم "سطح سازمان" بر خلاف مفهوم "ساختار" شامل ایده تغییر در ساختارها و توالی آن در طول توسعه تاریخی سیستم از لحظه شروع آن است. در حالی که تغییر در ساختار ممکن است تصادفی باشد و همیشه جهت دار نباشد، تغییر در سطح سازمان به شیوه ای ضروری رخ می دهد.

سیستم هایی که به سطح مناسبی از سازمان رسیده اند و ساختار خاصی دارند، توانایی استفاده از اطلاعات را به دست می آورند تا از طریق مدیریت، سطح سازماندهی خود را بدون تغییر (یا افزایش) حفظ کنند و به پایداری (یا کاهش) آنتروپی خود کمک کنند. آنتروپی معیار بی نظمی است). تا همین اواخر، علوم طبیعی و سایر علوم می توانستند بدون یک رویکرد جامع و سیستماتیک به اهداف مطالعه خود، بدون در نظر گرفتن مطالعه فرآیندهای شکل گیری ساختارهای پایدار و خود سازمان دهی، انجام دهند.

در حال حاضر، مشکلات خودسازماندهی، که در زمینه هم افزایی مورد مطالعه قرار گرفته است، در بسیاری از علوم، از فیزیک تا بوم شناسی، مرتبط شده است.

وظیفه هم افزایی روشن کردن قوانین سازماندهی یک سازمان و ظهور نظم است. برخلاف سایبرنتیک، در اینجا تاکید بر فرآیندهای مدیریت و تبادل اطلاعات نیست، بلکه بر اصول ساخت یک سازمان، ظهور، توسعه و خود پیچیدگی آن تاکید می شود (G. Haken). مسئله نظم و سازماندهی بهینه به ویژه در تحقیقات حاد است مشکلات جهانی- انرژی، محیط زیست و بسیاری دیگر که نیازمند جذب منابع عظیم هستند.

1.1 دیدگاه های مدرن در مورد سازماندهی ساختاری ماده

در علوم طبیعی کلاسیک، آموزه اصول سازماندهی ساختاری ماده توسط اتمیسم کلاسیک نشان داده شد. ایده‌های اتمیسم به‌عنوان پایه‌ای برای ترکیب همه دانش در مورد طبیعت عمل کردند. در قرن بیستم، اتمیسم کلاسیک دستخوش تحولات اساسی شد.

اصول مدرنسازمان ساختاری ماده با توسعه مفاهیم سیستم همراه است و شامل برخی دانش مفهومی در مورد سیستم و ویژگی های آن است که وضعیت سیستم، رفتار آن، سازماندهی و خود سازماندهی، تعامل با محیط، هدفمندی و قابل پیش بینی بودن رفتار را مشخص می کند. ، و سایر خواص

ساده ترین طبقه بندی سیستم ها، تقسیم آنها به استاتیک و دینامیک است که با وجود راحتی آن، هنوز مشروط است، زیرا همه چیز در جهان در حال تغییر دائمی است. سیستم های دینامیکی به دو دسته قطعی و تصادفی (احتمالی) تقسیم می شوند. این طبقه بندی بر اساس ماهیت پیش بینی پویایی رفتار سیستم است. چنین سیستم هایی در مکانیک و نجوم مطالعه می شوند. در مقابل، سیستم‌های تصادفی که معمولاً آماری-احتمالی نامیده می‌شوند، با رویدادها و پدیده‌های تصادفی عظیم یا تکرار شونده سروکار دارند. بنابراین، پیش‌بینی‌های موجود در آنها قابل اعتماد نیست، بلکه فقط احتمالی است.

بر اساس ماهیت تعامل با محیط، سیستم های باز و بسته (ایزوله) و گاهی اوقات سیستم های نیمه باز نیز تشخیص داده می شوند. این طبقه بندی عمدتا مشروط است، زیرا ایده سیستم های بسته در ترمودینامیک کلاسیک به عنوان یک انتزاع خاص مطرح شد. اکثریت قریب به اتفاق، اگر نه همه، سیستم ها منبع باز هستند.

بسیاری از سیستم‌های پیچیده‌ای که در دنیای اجتماعی یافت می‌شوند، هدف‌دار هستند، یعنی. تمرکز بر دستیابی به یک یا چند هدف است و در زیر سیستم های مختلف و در سطوح مختلف سازمان این اهداف می توانند متفاوت بوده و حتی با یکدیگر در تضاد باشند.

طبقه بندی و مطالعه سیستم ها امکان توسعه روش جدیدی از شناخت را فراهم کرد که به آن رویکرد سیستمی گفته شد. به کارگیری ایده های سیستمی برای تحلیل فرآیندهای اقتصادی و اجتماعی به ظهور نظریه بازی و نظریه تصمیم کمک کرد. مهمترین گام در توسعه روش سیستمی، ظهور سایبرنتیک به عنوان یک نظریه عمومی کنترل در سیستم های فنی، موجودات زنده و جامعه. اگرچه تئوری‌های کنترل فردی قبل از سایبرنتیک وجود داشت، ایجاد یک رویکرد بین‌رشته‌ای یکپارچه این امکان را فراهم می‌آورد که عمیق‌تر و عمیق‌تر آشکار شود. الگوهای عمومیمدیریت به عنوان فرآیند انباشت، انتقال و تبدیل اطلاعات. خود کنترل با استفاده از الگوریتم هایی انجام می شود که توسط رایانه ها پردازش می شوند.

نظریه جهانی سیستم ها که نقش اساسی روش سیستمی را تعیین می کند، از یک سو وحدت جهان مادی و از سوی دیگر وحدت را بیان می کند. دانش علمی. پیامد مهم این توجه به فرآیندهای مادی، محدودیت نقش کاهش در دانش سیستم ها بود. مشخص شد که هرچه برخی از فرآیندها با سایرین متفاوت تر باشند، از نظر کیفی ناهمگن تر باشند، کاهش آن دشوارتر است. بنابراین، قوانین سیستم های پیچیده تر را نمی توان به طور کامل به قوانین اشکال پایین تر یا سیستم های ساده تر تقلیل داد. به عنوان نقطه مقابل رویکرد تقلیل گرایانه، یک رویکرد کل نگر (از یونانی holos - کل) برمی خیزد، که طبق آن کل همیشه مقدم بر اجزا است و همیشه مهمتر از اجزا است.

هر سیستم یک کل است که از اجزای به هم پیوسته و متقابل آن تشکیل شده است. بنابراین، فرآیند شناخت نظام‌های طبیعی و اجتماعی زمانی می‌تواند موفق باشد که اجزا و کل آنها نه در تقابل، بلکه در تعامل با یکدیگر مورد مطالعه قرار گیرند.

علم مدرن، سیستم ها را پیچیده، باز و با امکانات فراوان برای راه های جدید توسعه می بیند. فرآیندهای توسعه و عملکرد یک سیستم پیچیده ماهیت خود سازماندهی دارد، یعنی. ظهور عملکرد سازگار درونی به دلیل ارتباطات داخلی و ارتباطات با محیط خارجی. خود سازماندهی بیان علمی طبیعی از روند حرکت خود ماده است. سیستم های طبیعت زنده و بی جان توانایی خود سازماندهی و همچنین سیستم های مصنوعی.

در مفهوم مبتنی بر علمی مدرن سازماندهی سیستمی ماده، معمولاً سه سطح ساختاری ماده متمایز می شود:

دنیای ریز - دنیای اتم ها و ذرات بنیادی - اجرام بسیار کوچک مستقیماً غیرقابل مشاهده، ابعادی از 10-8 سانتی متر تا 10-16 سانتی متر و طول عمر - از بینهایت تا 10-24 ثانیه.

کیهان کلان دنیای اشکال و کمیت های پایدار متناسب با انسان است: فواصل و سرعت های زمینی، جرم ها و حجم ها. ابعاد کلان اشیاء با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است - ابعاد مکانی از کسری از میلی متر تا کیلومتر و ابعاد زمانی از کسری از ثانیه تا سال.

مگاجهان - دنیای فضا (سیاره ها، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، فرا کهکشان ها)؛ دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، فاصله با سال نوری و زمان با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.

مطالعه سلسله مراتب سطوح ساختاری طبیعت با حل مشکل پیچیده تعیین مرزهای این سلسله مراتب هم در دنیای مگا و هم در دنیای خرد همراه است. اشیاء هر مرحله بعدی در نتیجه ترکیب و تمایز مجموعه خاصی از اشیاء مرحله قبل بوجود می آیند و رشد می کنند. سیستم ها روز به روز چند سطحی تر می شوند. پیچیدگی سیستم نه تنها به دلیل افزایش تعداد سطوح افزایش می یابد. توسعه روابط جدید بین سطوح و با محیط مشترک برای چنین اشیاء و ارتباط آنها ضروری است.

دنیای خرد که زیرسطحی از جهان‌های کلان و ابرجهان‌ها است، ویژگی‌های کاملاً منحصربه‌فردی دارد و بنابراین نمی‌توان آن را با نظریه‌های مرتبط با سطوح دیگر طبیعت توصیف کرد. به ویژه، این جهان ذاتاً متناقض است. اصل "متشکل از" در مورد او صدق نمی کند. بنابراین، وقتی دو ذره بنیادی با هم برخورد می کنند، ذره کوچکتری تشکیل نمی شود. پس از برخورد دو پروتون، بسیاری از ذرات بنیادی دیگر بوجود می آیند - از جمله پروتون ها، مزون ها و هایپرون ها. پدیده "تولد چندگانه" ذرات توسط هایزنبرگ توضیح داده شد: در طی یک برخورد، انرژی جنبشی بزرگ به ماده تبدیل می شود و ما تولد چندگانه ذرات را مشاهده می کنیم. جهان خرد به طور فعال در حال مطالعه است. اگر 50 سال پیش تنها 3 نوع ذره بنیادی شناخته می شد (الکترون و پروتون به عنوان کوچکترین ذرات ماده و فوتون به عنوان حداقل بخش انرژی)، اکنون حدود 400 ذره کشف شده است. دومین خاصیت متناقض جهان خرد با ماهیت دوگانه ریز ذره مرتبط است که هم موج و هم ذره است. بنابراین، نمی توان آن را به طور دقیق و بدون ابهام در مکان و زمان محلی کرد. این ویژگی در اصل رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ منعکس شده است.

سطوح سازماندهی ماده مشاهده شده توسط انسان با در نظر گرفتن شرایط طبیعی زندگی مردم، یعنی. با در نظر گرفتن قوانین زمینی ما با این حال، این فرض را رد نمی کند که در سطوح به اندازه کافی دور از ما ممکن است اشکال و حالت های ماده وجود داشته باشد که ویژگی های کاملاً متفاوتی دارند. در این راستا، دانشمندان شروع به تشخیص سیستم‌های مواد زمین‌مرکزی و غیر زمین‌مرکزی کردند.

جهان ژئوسنتریک جهان مرجع و اساسی زمان نیوتنی و فضای اقلیدسی است که توسط مجموعه ای از نظریه های مربوط به اشیاء در مقیاس زمینی توصیف می شود. سیستم‌های غیرزمین‌مرکزی نوع خاصی از واقعیت عینی هستند که با انواع ویژگی‌ها، مکان، زمان، حرکت متفاوت از موارد زمینی مشخص می‌شوند. این فرض وجود دارد که جهان خرد و ابرجهان پنجره‌هایی به جهان‌های غیرزمین‌مرکزی هستند، به این معنی که الگوهای آن‌ها، حداقل تا حدی دور، تصور نوع متفاوتی از کنش متقابل را نسبت به دنیای ماکرو یا نوع ژئومرکزی از واقعیت ممکن می‌سازد.

هیچ مرز دقیقی بین مگاجهان و جهان کلان وجود ندارد. معمولاً اعتقاد بر این است که او

با فواصل حدود 107 و جرم 1020 کیلوگرم شروع می شود. نقطه مرجع برای آغاز مگاجهان می تواند زمین باشد (قطر 1.28 × 10 + 7 متر، جرم 6 × 1021 کیلوگرم). از آنجایی که دنیای مگا با فواصل زیاد سروکار دارد، واحدهای ویژه ای برای اندازه گیری آن ها معرفی می شوند: واحد نجومی، سال نوری و پارسک.

واحد نجومی (a.e.) -میانگین فاصله زمین تا خورشید 1.5 × 1011 متر است.

سال روشن – مسافتی که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46 × 1015 متر.

پارسک (ثانیه اختلاف منظر) –فاصله ای که در آن اختلاف منظر سالانه مدار زمین (یعنی زاویه ای که در آن محور نیمه اصلی مدار زمین عمود بر خط دید قابل مشاهده است) برابر با یک ثانیه است. این فاصله برابر با 206265 AU است. = 3.08×1016 متر = 3.26 خیابان. جی.

اجرام آسمانی در کیهان سیستم هایی با پیچیدگی های متفاوت تشکیل می دهند. بنابراین خورشید و 9 سیاره در حال حرکت به دور آن تشکیل می شوند منظومه شمسی.بخش عمده ای از ستارگان در کهکشان ما در یک صفحه قابل مشاهده از زمین "از کنار" به شکل یک نوار مه آلود که از کره آسمانی - کهکشان راه شیری عبور می کند، متمرکز شده اند.

همه اجرام آسمانی تاریخچه تکامل خود را دارند. سن جهان 14 میلیارد سال است. سن منظومه شمسی 5 میلیارد سال، زمین - 4.5 میلیارد سال تخمین زده شده است.

یکی دیگر از گونه‌شناسی سیستم‌های مواد امروزه بسیار گسترده است. این تقسیم طبیعت به غیر آلی و آلی است که در آن شکل اجتماعی ماده جایگاه ویژه ای را اشغال می کند. ماده معدنی ذرات و میدان های بنیادی، هسته های اتم، اتم ها، مولکول ها، اجسام ماکروسکوپی، سازندهای زمین شناسی است. ماده آلی نیز ساختار چند سطحی دارد: سطح پیش سلولی - DNA، RNA، اسیدهای نوکلئیک. سطح سلولی - موجودات تک سلولی مستقل. سطح چند سلولی - بافت ها، اندام ها، سیستم های عملکردی (عصبی، گردش خون، و غیره)، موجودات (گیاهان، حیوانات). ساختارهای فوق ارگانیسمی - جمعیت ها، بیوسنوزها، بیوسفر. امر اجتماعی تنها به لطف فعالیت افراد وجود دارد و زیرساخت های خاصی را شامل می شود: فردی، خانوادگی، گروهی، جمعی، دولتی، ملت و غیره.

II. ساختار و نقش آن در سازماندهی سیستم های زندگی

2.1 سیستم و کل

یک سیستم مجموعه ای از عناصر است که در تعامل هستند. ترجمه شده از یونانی، یک کل است که از اجزاء تشکیل شده است، یک اتصال.

داشتن یک دوره طولانی تکامل تاریخیمفهوم سیستم از اواسط قرن بیستم. به یکی از مفاهیم کلیدی علمی تبدیل می شود.

ایده های اولیه در مورد سیستم در این زمان به وجود آمد فلسفه باستانبه عنوان نظم و ارزش بودن مفهوم یک سیستم اکنون دامنه کاربرد بسیار گسترده ای دارد: تقریباً هر شی را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت.

مشخصه هر سیستمی نه تنها با وجود ارتباطات و روابط بین عناصر تشکیل دهنده آن، بلکه با وحدت ناگسستنی آن با محیط است.

انواع مختلفی از سیستم ها را می توان تشخیص داد:

با ماهیت ارتباط بین اجزا و کل - معدنی و آلی.

با توجه به اشکال حرکت ماده - مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی، فیزیکی و شیمیایی؛

در رابطه با حرکت - آماری و پویا.

بر اساس نوع تغییر - غیر کاربردی، کاربردی، در حال توسعه؛

با ماهیت مبادله با محیط - باز و بسته.

بر اساس درجه سازمان - ساده و پیچیده؛

بر اساس سطح توسعه - پایین تر و بالاتر.

از نظر ماهیت منشاء - طبیعی، مصنوعی، مخلوط؛

با توجه به جهت توسعه - مترقی و قهقرایی.

بر اساس یکی از تعاریف، کل چیزی است که فاقد هیچ یک از اجزایی باشد که متشکل از آن ها کل نامیده می شود. کل لزوماً سازماندهی سیستماتیک اجزای آن را پیش‌فرض می‌گیرد.

مفهوم کل منعکس کننده وحدت و تعامل هماهنگ اجزا بر اساس یک سیستم منظم خاص است.

تشابه مفاهیم کل و نظام مبنای شناسایی کامل آنها قرار گرفت که کاملاً صحیح نیست. در مورد یک سیستم، ما با یک شی واحد سر و کار نداریم، بلکه با گروهی از اشیاء متقابل روبرو هستیم که متقابلاً بر یکدیگر تأثیر می گذارند. همانطور که سیستم به سمت نظم اجزای خود به پیشرفت ادامه می دهد، می تواند یکپارچه شود. مفهوم کل نه تنها کثرت اجزای تشکیل دهنده آن را مشخص می کند، بلکه این واقعیت را نیز مشخص می کند که ارتباط و تعامل اجزاء طبیعی است که ناشی از نیازهای درونی رشد اجزا و کل است.

بنابراین، کل نوع خاصی از سیستم است. مفهوم کل انعکاسی از ماهیت ضروری درونی و ارگانیک رابطه بین اجزای سیستم است و گاهی تغییر در یکی از اجزاء ناگزیر باعث تغییر این یا آن در دیگری و اغلب در کل سیستم می شود. .

ویژگی ها و مکانیسم کل به عنوان سطح بالاتری از سازمان در مقایسه با اجزایی که آن را سامان می دهند، تنها از طریق مجموع ویژگی ها و لحظات عمل این اجزا که جدا از یکدیگر در نظر گرفته شده اند، قابل توضیح نیست. ویژگی‌های جدید کل در نتیجه تعامل اجزای آن پدید می‌آید، بنابراین برای شناخت کل، لازم است در کنار آگاهی از ویژگی‌های اجزا، قانون سازماندهی کل را نیز بشناسیم. قانون ترکیب قطعات

از آنجایی که کل به عنوان یک یقین کیفی حاصل تعامل اجزای آن است، لازم است در خصوص ویژگی های آنها تأمل کنیم. اجزاء به عنوان اجزای یک سیستم یا یک کل، وارد روابط مختلفی با یکدیگر می شوند. روابط بین عناصر را می توان به "عنصر - ساختار" و "جزئی - کل" تقسیم کرد. در نظام کل، تبعیت اجزا بر کل رعایت می شود. سیستم کل با این واقعیت مشخص می شود که می تواند اندام هایی را که فاقد آن است ایجاد کند.

2.2 بخش و عنصر

یک عنصر جزئی از یک شی است که ممکن است نسبت به مشخصات شی بی تفاوت باشد. در مقوله ای از ساختار می توان ارتباطات و روابطی را بین عناصری یافت که نسبت به ویژگی آن بی تفاوت است.

یک بخش نیز جزء جدایی ناپذیر یک شی است، اما، بر خلاف یک عنصر، یک جزء جزء اجزایی است که نسبت به ویژگی های جسم به عنوان یک کل بی تفاوت نیست (به عنوان مثال، یک جدول از قطعات تشکیل شده است - یک درب و پاها، و همچنین عناصر - پیچ، پیچ و مهره، که می تواند برای بستن اشیاء دیگر استفاده شود: کابینت، کابینت و غیره)

یک موجود زنده به طور کلی از اجزای بسیاری تشکیل شده است. برخی از آنها به سادگی عناصر، برخی دیگر در همان زمان بخشی خواهند بود. اجزاء فقط آن اجزایی هستند که در عملکردهای حیات (متابولیسم و ​​غیره) ذاتی هستند: ماده زنده خارج سلولی. سلول؛ منسوجات؛ عضو؛ سیستم اندام

همه آنها کارکردهای ذاتی موجودات زنده را دارند، همه آنها وظایف خاص خود را در سیستم سازماندهی کل انجام می دهند. بنابراین، جزء جزئی از کل است که عملکرد آن را طبیعت، جوهر خود کل تعیین می کند.

بدن علاوه بر اجزاء دارای اجزای دیگری نیز می باشد که خود دارای وظایف حیاتی نیستند، یعنی. اجزای غیر زنده هستند. این عناصر هستند. عناصر غیر زنده در تمام سطوح سازماندهی سیستمی ماده زنده حضور دارند:

در پروتوپلاسم سلول دانه های نشاسته، قطره های چربی، کریستال ها وجود دارد.

در یک موجود چند سلولی، اجزای غیرزنده که متابولیسم خاص خود را ندارند و توانایی تولید مثل خود را ندارند شامل مو، پنجه، شاخ، سم و پر است.

بنابراین، جزء و عنصر اجزای ضروری سازمان جانداران را به عنوان یک سیستم یکپارچه تشکیل می دهند. بدون عناصر (اجزای غیر زنده)، عملکرد قطعات (اجزای زنده) غیرممکن است. بنابراین، تنها وحدت کلی هر دو عنصر و اجزا، یعنی. اجزای بی جان و زنده، سازمان نظام مند زندگی، یکپارچگی آن را تشکیل می دهد.

2.2.1 ارتباط مقوله ها بخش و عنصر

رابطه بین بخش و عنصر دسته بندی بسیار متناقض است. محتوای جزء مقوله با عنصر مقوله متفاوت است: عناصر همه اجزای تشکیل دهنده کل هستند، صرف نظر از اینکه خاص بودن کل در آنها بیان شده باشد یا نه، و اجزا فقط آن عناصری هستند که در آنها خاص بودن شیء وجود دارد. به عنوان یک کل به طور مستقیم بیان می شود، بنابراین مقوله جزء باریکتر از دسته عنصر است. از سوی دیگر، محتوای مقوله جزء گسترده تر از مقوله عنصر است، زیرا تنها مجموعه معینی از عناصر بخشی را تشکیل می دهند. و این را می توان در رابطه با هر کل نشان داد.

این بدان معنی است که سطوح یا مرزهای خاصی در سازمان ساختاری کل وجود دارد که عناصر را از اجزا جدا می کند. در عین حال، تفاوت بین دسته بندی بخش و عنصر بسیار نسبی است، زیرا آنها می توانند به طور متقابل تبدیل شوند، به عنوان مثال، اندام ها یا سلول ها در حین عملکرد در معرض تخریب قرار می گیرند، به این معنی که از قسمت ها به عناصر و رذیله تبدیل می شوند. برعکس، آنها دوباره از بی جان ساخته شده اند، یعنی . عناصر و تبدیل به جزء می شوند. عناصری که از بدن دفع نمی‌شوند می‌توانند به رسوبات نمکی تبدیل شوند که قبلاً بخشی از بدن هستند و در عین حال نسبتاً نامطلوب هستند.

2.3 تعامل جزء و کل

فعل و انفعال جزء و کل این است که یکی دیگری را مفروض می گیرد، با هم متحدند و بدون یکدیگر نمی توانند وجود داشته باشند. هیچ کل بدون جزء وجود ندارد و بالعکس: هیچ جزء خارج از کل وجود ندارد. جزئی جز در نظام کل می شود. یک جزء فقط از طریق کل معنای خود را به دست می آورد، همانطور که کل تعامل اجزاء است.

در تعامل جزء و کل، نقش پیشرو و تعیین کننده متعلق به کل است. بخش هایی از یک موجود زنده نمی توانند به طور مستقل وجود داشته باشند. بخش هایی که ساختارهای تطبیقی ​​خصوصی ارگانیسم را نشان می دهند، در طول تکامل تکامل به خاطر کل ارگانیسم به وجود می آیند.

نقش تعیین کننده کل در رابطه با اجزا در طبیعت آلی به بهترین وجه توسط پدیده اتوتومی و باززایی تأیید می شود. مارمولکی که توسط دم گرفتار شده فرار می کند و نوک دم را پشت سر می گذارد. همین اتفاق در مورد پنجه خرچنگ و خرچنگ نیز می افتد. اتوتومی، یعنی خود بریدن دم در یک مارمولک، پنجه ها در خرچنگ ها و خرچنگ ها، یک عملکرد محافظتی است که به سازگاری ارگانیسم کمک می کند، که در فرآیند تکامل ایجاد شده است. بدن بخش خود را در راه نجات و حفظ کل فدا می کند.

پدیده اتوتومی در مواردی مشاهده می شود که بدن قادر به بازیابی قسمت از دست رفته باشد. قسمت گم شده دم مارمولک دوباره رشد می کند (اما فقط یک بار). خرچنگ ها و خرچنگ ها نیز اغلب با چنگال های شکسته رشد می کنند. این بدان معناست که بدن قادر است ابتدا بخشی را از دست بدهد تا کل آن را نجات دهد و سپس این قسمت را بازیابی کند.

پدیده بازآفرینی بیشتر تبعیت اجزا را از کل نشان می‌دهد: کل الزاماً مستلزم تحقق بخش‌های از دست رفته است. زیست شناسی مدرندریافتند که نه تنها موجودات ضعیف سازمان یافته (گیاهان و تک یاخته ها)، بلکه پستانداران نیز توانایی بازسازی را دارند.

چندین نوع بازسازی وجود دارد: نه تنها اندام های فردی ترمیم می شوند، بلکه کل موجودات از قسمت های جداگانه آن نیز بازسازی می شوند (هیدرا از حلقه ای بریده شده از وسط بدن، تک یاخته ها، پولیپ های مرجانی، آنلیدهاستاره دریایی و غیره). در فولکلور روسی ما مار-گورینیچ را می شناسیم که سرهایش توسط افراد خوب بریده شد که بلافاصله دوباره رشد کرد... در اصطلاح بیولوژیکی کلی، بازسازی را می توان به عنوان توانایی یک موجود زنده بالغ در نظر گرفت.

با این حال، نقش تعیین کننده کل نسبت به اجزاء به معنای محرومیت اجزاء از ویژگی خود نیست. نقش تعیین کننده کل نه یک نقش منفعل، بلکه یک نقش فعال اجزا را پیش‌فرض می‌گیرد که هدف آن تضمین زندگی عادی ارگانیسم به عنوان یک کل است. با تسلیم شدن به سیستم کلی کل، اجزاء استقلال و استقلال نسبی را حفظ می کنند. از یک سو، اجزا به عنوان اجزای کل عمل می کنند و از سوی دیگر، خود ساختارهای یکپارچه منحصر به فرد، سیستم هایی با عملکردها و ساختارهای خاص خود هستند. در یک ارگانیسم چند سلولی، از بین تمام اجزا، این سلول ها هستند که بالاترین سطح یکپارچگی و فردیت را نشان می دهند.

این واقعیت که قطعات استقلال و استقلال نسبی خود را حفظ می کنند، امکان استقلال نسبی را در مطالعه سیستم های اندام فردی فراهم می کند: نخاع، سیستم عصبی خودمختار، سیستم گوارش و غیره، که برای تمرین اهمیت زیادی دارد. نمونه ای از آن مطالعه و افشای علل داخلی و مکانیسم های استقلال نسبی تومورهای بدخیم است.

استقلال نسبی قطعات، تا حد بیشتری نسبت به حیوانات، در گیاهان ذاتی است. آنها با تشکیل برخی از قسمت ها از دیگران - تولید مثل رویشی مشخص می شوند. همه احتمالاً در زندگی خود قلمه هایی از گیاهان دیگر را دیده اند که به عنوان مثال روی یک درخت سیب پیوند زده شده اند.

3..اتم، انسان، جهان - زنجیره طولانی از عوارض

در علم مدرن، روش تحلیل ساختاری به طور گسترده استفاده می شود که ماهیت سیستماتیک شی مورد مطالعه را در نظر می گیرد. به هر حال، ساختار، تجزیه درونی وجود مادی است، نحوه وجود ماده. سطوح ساختاری ماده از مجموعه معینی از اشیاء از هر نوعی تشکیل می شوند و با روش خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شوند؛ در رابطه با سه حوزه اصلی واقعیت عینی، این سطوح به این شکل هستند.

سطوح ساختاری ماده
	غیرآلی		جامعه
1	زیر میکروبنی	بیولوژیکی ماکرومولکولی	شخصی
2	خرد ابتدایی	سلولی	خانواده
3	اتمی	میکروارگانیک	تیم ها
4	اتمی	اندام ها و بافت ها	گروه های اجتماعی بزرگ (طبقات، ملت ها)
5	مولکولی	بدن به عنوان یک کل	دولت (جامعه مدنی)
6	سطح کلان	جمعیت	سیستم های دولتی
7	سطح مگا (سیارات، منظومه های ستاره ای سیاره ای، کهکشان ها)	بیوسنوز	بشریت
8	سطح متا (متا کهکشان ها)	زیست کره	نووسفر

هر یک از حوزه های واقعیت عینی شامل تعدادی سطوح ساختاری به هم پیوسته است. در این سطوح، روابط هماهنگی غالب است و بین سطوح، روابط تابعی غالب است.

مطالعه سیستماتیک اشیاء مادی نه تنها مستلزم ایجاد راه هایی برای توصیف روابط، ارتباطات و ساختار بسیاری از عناصر، بلکه همچنین شناسایی عناصری از آنها است که سیستم را تشکیل می دهند، یعنی عملکرد و توسعه جداگانه سیستم را تضمین می کنند. یک رویکرد سیستماتیک به تشکیلات مادی، امکان درک سیستم مورد نظر در سطح بالاتر را پیش‌فرض می‌گیرد. این سیستم معمولاً با یک ساختار سلسله مراتبی مشخص می شود، یعنی گنجاندن متوالی یک سیستم سطح پایین تر در یک سیستم سطح بالاتر. بنابراین، ساختار ماده در سطح طبیعت بی‌جان (غیر آلی) شامل ذرات بنیادی، اتم‌ها، مولکول‌ها (اجرای ریزجهان، کلان بدن‌ها و اجرام مگا‌جهان: سیارات، کهکشان‌ها، منظومه‌های فراکهکشانی و غیره) است. یک متا کهکشان اغلب با کل کیهان شناسایی می شود، اما جهان به معنای بسیار گسترده کلمه درک می شود؛ آن با کل جهان مادی و ماده متحرک یکسان است، که می تواند شامل بسیاری از فرا کهکشان ها و سایر سیستم های کیهانی باشد.

حیات وحش نیز ساختاری دارد. سطح بیولوژیکی و سطح اجتماعی را متمایز می کند. سطح بیولوژیکی شامل سطوح فرعی است:

ماکرومولکول ها (اسیدهای نوکلئیک، DNA، RNA، پروتئین ها)؛

سطح سلولی؛

میکروارگانیک (جانداران تک سلولی)؛

اندام ها و بافت های بدن به عنوان یک کل؛

جمعیت؛

بیوسنوتیک؛

بیوسفر.

مفاهیم اصلی این سطح در سه زیرسطح آخر مفاهیم بیوتوپ، بیوسنوز، بیوسفر است که نیاز به توضیح دارد.

بیوتوپ مجموعه ای (جامعه) از همان گونه ها (مثلاً دسته ای از گرگ ها) است که می توانند با هم ترکیب شوند و نوع (جمعیت) خود را تولید کنند.

بیوسنوز مجموعه‌ای از جمعیت‌های موجودات است که در آن مواد زائد برخی از آن‌ها شرایطی برای وجود موجودات دیگر ساکن در منطقه‌ای از خشکی یا آب است.

بیوسفر یک سیستم جهانی حیات است، بخشی از محیط جغرافیایی (قسمت پایین جو، قسمت بالایی لیتوسفر و هیدروسفر) که زیستگاه موجودات زنده است و شرایط لازم برای بقای آنها (دما، خاک) را فراهم می کند. و غیره) که در نتیجه برهمکنش بیوسنوزها تشکیل شده است.

اساس کلی زندگی در سطح بیولوژیکی - متابولیسم آلی (تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با محیط) در هر یک از سطوح فرعی مشخص شده ظاهر می شود:

متابولیسم در سطح موجودات به معنای جذب و غیر همسان سازی از طریق دگرگونی های درون سلولی است.

در سطح اکوسیستم ها (بیوسنوز)، شامل زنجیره ای از تبدیل ماده ای است که در ابتدا توسط ارگانیسم های تولید کننده از طریق موجودات مصرف کننده و موجودات تخریب کننده متعلق به گونه های مختلف جذب شده است.

در سطح بیوسفر، گردش جهانی ماده و انرژی با مشارکت مستقیم عوامل در مقیاس کیهانی رخ می دهد.

در مرحله خاصی از توسعه بیوسفر، جمعیت های خاصی از موجودات زنده بوجود می آیند که به لطف توانایی آنها در کار، سطح منحصر به فردی را تشکیل می دهند - اجتماعی. فعالیت اجتماعی از بعد ساختاری به سطوح فرعی تقسیم می شود: افراد، خانواده ها، تیم های مختلف (صنعتی)، گروه های اجتماعی و غیره.

سطح ساختاری فعالیت اجتماعی در روابط خطی مبهم با یکدیگر است (مثلاً سطح ملت ها و سطح دولت ها). در هم تنیدگی سطوح مختلف در جامعه، ایده تسلط شانس و هرج و مرج در فعالیت های اجتماعی را به وجود می آورد. اما یک تحلیل دقیق وجود ساختارهای اساسی را در آن آشکار می کند - حوزه های اصلی زندگی اجتماعی که حوزه های مادی و تولیدی، اجتماعی، سیاسی، معنوی هستند که قوانین و ساختارهای خاص خود را دارند. همه آنها، به معنای خاصی، در ساختار اجتماعی-اقتصادی تابع هستند، عمیقاً ساختار یافته و وحدت ژنتیکی توسعه اجتماعی را به عنوان یک کل تعیین می کنند. بنابراین، هر یک از سه حوزه واقعیت مادی از تعدادی سطوح ساختاری خاص تشکیل شده است که در یک منطقه خاص از واقعیت به ترتیب دقیق هستند. انتقال از یک منطقه به منطقه دیگر با پیچیدگی و افزایش تعداد عوامل تشکیل شده است که یکپارچگی سیستم ها را تضمین می کند. در هر یک از سطوح ساختاری روابط فرعی وجود دارد (سطح مولکولی شامل سطح اتمی است و نه برعکس). الگوهای سطوح جدید به الگوهای سطوحی که بر اساس آنها پدید آمده اند تقلیل ناپذیرند و برای سطح معینی از سازماندهی ماده پیشرو هستند. سازمان ساختاری، یعنی نظام مندی راه وجود ماده است.

نتیجه

در علم مدرن، روش تحلیل ساختاری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد که ماهیت سیستماتیک اشیاء مورد مطالعه را در نظر می گیرد. به هر حال، ساختار، تجزیه درونی وجود مادی است، نحوه وجود ماده.

سطوح ساختاری سازمان ماده بر اساس اصل یک هرم ساخته شده است: بالاترین سطوح از تعداد زیادی از سطوح پایین تشکیل شده است. مراتب پایین اساس وجود ماده است. بدون این سطوح، ساخت بیشتر "هرم ماده" غیرممکن است. سطوح بالاتر (پیچیده) از طریق تکامل شکل می گیرند - به تدریج از ساده به پیچیده حرکت می کنند. سطوح ساختاری ماده از مجموعه معینی از اشیاء از هر نوعی تشکیل می شوند و با روش خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شوند.

تمام اشیاء طبیعت زنده و بی جان را می توان در قالب سیستم های خاصی نشان داد که دارای ویژگی ها و ویژگی های خاصی هستند که سطح سازماندهی آنها را مشخص می کند. با در نظر گرفتن سطح سازمان، می توان سلسله مراتب ساختارهای سازماندهی اشیاء مادی با طبیعت جاندار و بی جان را در نظر گرفت. این سلسله مراتب ساختارها با ذرات بنیادی که سطح اولیه سازماندهی ماده را نشان می دهند آغاز می شود و به سازمان ها و جوامع زنده ختم می شود. سطوح بالاترسازمان های.

مفهوم سطوح ساختاری ماده زنده شامل ایده های سیستماتیک و یکپارچگی آلی مرتبط موجودات زنده است. با این حال، تاریخ نظریه سیستم ها با درک مکانیکی از سازماندهی ماده زنده آغاز شد که بر اساس آن هر چیزی بالاتر به پایین تر کاهش یافت: فرآیندهای زندگی - به مجموعه ای از واکنش های فیزیکی و شیمیایی، و سازماندهی بدن - به برهمکنش مولکول ها، سلول ها، بافت ها، اندام ها و غیره

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Danilova V.S. مفاهیم اساسی علوم طبیعی مدرن: Proc. کتابچه راهنمای دانشگاه ها - م.، 2000. - 256 ص.

2. نایدیش وی.م. مفاهیم علوم طبیعی مدرن: کتاب درسی ... ویرایش. دوم، تجدید نظر شده است و اضافی - م. آلفا-M; INFRA-M، 2004. - 622 ص.

3. رودروین جی.ای. مفاهیم علوم طبیعی مدرن: کتاب درسی برای دانشگاه ها. - م.، 2003. - 287 ص.

4. مفهوم علوم طبیعی مدرن: ویرایش. پروفسور S.I. Samygina، سری "کتاب های درسی و کمک آموزشی" - ویرایش 4، بازبینی شده. و اضافی – Rostov n/a: “Phoenix”.2003 -448c.

5. Dubnischeva T.Ya. مفهوم علوم طبیعی مدرن: آموزشبرای دانش آموزان دانشگاه ها / چاپ ششم، تصحیح. و اضافی -M; مرکز انتشارات "آکادمی"، -20006.-608c.