Предмет естествознания и проблемы моделирования, страница 9

Кроме перечисленных отличий, существуют еще и другие, например: рост живых и неживых систем. Кристаллы увеличиваются в процессе агглютинации (склеивания), т.е. направление роста извне – внутрь. Любая живая система растет путем экспансии изнутри и наружу. Это выражается: 1) в росте организма; 2) расширения среды обитания; 3) усложнения форм взаимодействия с окружающей средой, 4) в постоянном увеличении потребляемой извне энергии.

Следующие отличительные особенности – самосохранение живых систем, их приспособляемость к внешней среде, самовоспроизведение и наследственность.

Одно из важнейших свойств, характерное для абсолютно всех живых существ, обитающих на Земле, является обмен веществом и энергией с окружающей средой. Так, на В.И. Вернадского произвела впечатление статья в газете, где описывалась стая саранчи, которая летела с территории Африки в Европу в течение трех суток. За это время в одной этой стае с материка на материк переместилось столько же железа, меди и марганца, сколько выработало человечество за весь XIX век. Поэтому ученый и приравнивал воздействие живых существ на Земле к действию геологических факторов, например, таких как землетрясения.

Микромир – элементарные частицы и поля.

Под веществом понимают частицы и тела, у которых есть масса покоя, а поля и их кванты массы покоя не имеют, но обладают энергией, импульсом и другими свойствами. Однако поле и вещество нельзя противопоставлять друг другу, так как при рассмотрении структуры вещества, на долю частиц приходится очень маленькая часть общего объема (10-38), т.е. поля входят в структуру вещества. Кроме того, мы можем наблюдать непрерывные взаимопереходы полей и частиц друг в друга.

В современной квантовой теории под полем понимается система с переменным числом частиц. Самое низкое энергетическое состояние поля, в котором вообще нет квантов, называется вакуумом. В состоянии вакуума отсутствуют частицы, и он не обладает механическими свойствами (тела при движении в нем не испытывают трения). Однако вакуум, обладая реальными свойствами, не является «пустым пространством». В вакууме в малых пространственных областях (10-33 см) постоянно происходят процессы рождения и уничтожения частиц и античастиц разного сорта. Образно говоря, вакуум похож на «кипящий бульон», состоящий из элементарных частиц. Поэтому в квантовой теории возникло представление о физическом вакууме как о «квантовой жидкости», находящейся в вечном движении и описывающейся уравнениями квантовой гидродинамики. Если на вакуум воздействовать зарядом, то его состояние проявляется как электромагнитное поле; если массой – то, как гравитационное. Исходя из этого, физики считают вакуум источником вещества и энергии во Вселенной.

Сейчас известны свыше 350 элементарных частиц обнаруженных как экспериментально, так и теоретически вычисленных. Термин «элементарная частица» первоначально означал простейшие, далее ни на что не разложимые частицы, лежащие в основе любых материальных объектов.

Вы знаете, что во всех телах макромира можно выделить относительно простые структурные элементы, т.е. существует структурная иерархия. Например, молекула может быть разложена на атомы. Поиск самых простых частиц вещества показал, что абсолютной элементарности не существует, что частицы имеют ту или иную структуру, но, исторически сложившееся название продолжает существовать. Поэтому только условно можно назвать три класса частиц, у которых не обнаружена внутренняя структура: лептоны, кварки и бозоны.

В настоящее время к группе элементарных частиц относятся частицы, распады которых происходят с дефектом масс, сравнимых по величине с массой исходной частицы  или массами распадных частиц.

Почти каждая элементарная частица имеет соответствующие ей античастицы, а основными характеристиками являются масса, заряд, среднее время жизни, спин и квантовые числа.

Основой современной стандартной модели стало представление, что: