Четвертая и пятая главы учебника (см. оглавление) и Раздел II учебного пособия Иконниковой Н.И. посвящены анализу структурных уровней организации материи; изучению основных физических характеристик материального мира, его законам, структуре и пространственно-временной его организации.
Современная наука оснастила познание системным подходом, методами системно-структурного моделирования. Это универсальные средства познания. В качестве системы можно рассматривать любой объект: атом, организм, общество, галактику и т.д. В любой системе выделяют структуру и элементы, структуру функций и возможных видов взаимодействий, структуру связей в координации и суббординации элементов. Всякая система существует как целостное образование с интегративными свойствами и характеристиками, которые не могут иметь вид суммы свойств элементов. Естествознание изучает системы трех классов и типов – с одной стороны это системы не живой природы, живой природы и социальные системы, а с другой, это системы микромира, макросистемы и мегасистемы.
Системный характер организации материального мира включает в объекты, которые относятся к трем «мирам» и представляют собой уровни организации материи. Это – микромир, макромир и мегамир.
Микромир – это мир предельно малых, непосредственно ненаблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется от 10-8 до 10-16 см, а время жизни – от бесконечности (начала образования Вселенной) до 10-24 сек. Самая большая система микромира – атом.
В настоящее время современные нанотехнологии, например, сканирующие туннельные микроскопы (испытаны в 1981 году) и сканирующие атомно-силовые микроскопы (1986 г.) позволяют различать объекты, имеющие размеры около 0,1 диаметра атома водорода.А сами частицы получают с помощью ускорителейи коллайдера. Микромир – это мир элементарных частиц и полей.
Макромир – мир макрообъектов, размерность которых соотносится с масштабами человеческого опыта. Пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах, метрах и километрах, а время – в секундах, минутах, часах, сутках и годах.
Макромир имеет несколько уровней организации:
I. физический уровень рассматривает строение веществ, их физические свойства и движение
II. химический уровень значительно более сложный, он исследует химические процессы и реакционную способность веществ.
Все вещества, находящиеся в твердом или жидком состоянии, состоят из молекул. Молекулы образуют кристаллические решетки, руды, скалы и другие объекты, т.е. то, что мы можем почувствовать, увидеть и т.д. Такие огромные образования как горы, океаны – это все молекулы, связанные между собой. Молекулы – новый уровень организации, они все состоят из атомов, которые в этих системах рассматриваются как неделимые, т.е. элементы системы.
Несмотря на то, что физический и химический уровни организации макромира изучают молекулы, химический уровень значительно более сложный, т.к. исследует химические процессы и именно химический процесс делает химию более сложной наукой, чем физика, показывает не сводимость химического уровня организации материи к физическому.
III уровень организации макромира - биологический, который в свою очередь имеет несколько уровней:
1) молекулярный;
2) клеточный – клетки бактерий, грибов, растений, животных;
3) многоклеточного организма – растений, грибов, животных;
4) популяционный (или видовой);
5) биогеоценозов;
6) биосферный;
IV. социальный – человеческое общество (его исследуют социальные науки, которые вместе с естественными изучают ноосферу).
Как уже говорилось выше, самый маленький элемент макромира – атом, а самая большая система – планета Земля. В состав макромира входят как неживые системы, так и живые системы различного уровня. Каждый уровень организации макромира содержит как микроструктуры, так и макроструктуры. Например, молекулы – вроде бы, должны относится к микромиру, поскольку они нами непосредственно не наблюдаются. Но, у нас есть сейчас возможность видеть с помощью микроскопов часть атома водорода. С другой стороны – есть огромные молекулы, чрезвычайно сложные по своему строению, например, ДНК ядра длиной почти в 1 см, и если бы молекула была толще, мы бы ее увидели невооруженным глазом.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.