Základným prvkom štúdia obrovského množstva prírodných vied je hmota. V tomto článku sa budeme zaoberať konceptom, typmi hmoty, formami jej pohybu a vlastnosťami.
Čo je hmota?
Po mnoho storočí sa pojem hmoty menil a zlepšoval. Staroveký grécky filozof Platón to teda považoval za substrát vecí, čo odporuje ich myšlienke. Aristoteles povedal, že je to niečo večné, čo nemôže byť vytvorené ani zničené. Neskôr filozofi Demokritos a Leucippus definovali hmotu ako druh základnej substancie, ktorá tvorí všetky telá v našom svete a vo vesmíre.
Moderný koncept hmoty podal V. I. Lenin, podľa ktorého ide o nezávislú a nezávislú objektívnu kategóriu vyjadrenú ľudským vnímaním, vnemami, možno ju aj kopírovať a fotografovať.
Atribúty hmoty
Hlavnými charakteristikami hmoty sú tri vlastnosti:
- Vesmír.
- Čas.
- Pohyb.
Prvé dva sa líšia metrologickými vlastnosťami, to znamená, že ich možno kvantitatívne merať špeciálnymi prístrojmi. Priestor sa meriav metroch a ich derivátoch a času v hodinách, minútach, sekundách, ako aj v dňoch, mesiacoch, rokoch atď. Čas má aj ďalšiu, nemenej dôležitú vlastnosť - nevratnosť. Nie je možné vrátiť sa do akéhokoľvek počiatočného časového bodu, časový vektor má vždy jednosmerný smer a pohybuje sa z minulosti do budúcnosti. Priestor je na rozdiel od času komplexnejší pojem a má trojrozmerný rozmer (výška, dĺžka, šírka). Všetky druhy hmoty sa teda môžu pohybovať v priestore počas určitého časového obdobia.
Formy pohybu hmoty
Všetko, čo nás obklopuje, sa pohybuje v priestore a navzájom sa ovplyvňuje. Pohyb prebieha nepretržite a je hlavnou vlastnosťou, ktorú majú všetky druhy hmoty. Medzitým tento proces môže prebiehať nielen počas interakcie niekoľkých objektov, ale aj v rámci samotnej látky, čo spôsobuje jej modifikácie. Rozlišujú sa tieto formy pohybu hmoty:
Mechanický je pohyb predmetov v priestore (jablko padajúce z konára, beh králika)
- Fyzický - nastáva, keď telo zmení svoje vlastnosti (napríklad stav agregácie). Príklady: sneh sa topí, voda sa vyparuje atď.
- Chemický - úprava chemického zloženia látky (korózia kovu, oxidácia glukózy)
- Biologické – prebieha v živých organizmoch a charakterizuje vegetatívny rast, metabolizmus, rozmnožovanie atď.
- Sociálna forma – procesysociálna interakcia: komunikácia, organizovanie stretnutí, voľby atď.
- Geologický - charakterizuje pohyb hmoty v zemskej kôre a útrobách planéty: jadro, plášť.
Všetky vyššie uvedené formy hmoty sú vzájomne prepojené, komplementárne a zameniteľné. Nedokážu existovať sami a nie sú sebestační.
Vlastnosti hmoty
Staroveká a moderná veda pripisovala hmote veľa vlastností. Najbežnejší a najzrejmejší je pohyb, ale existujú aj iné univerzálne vlastnosti:
- Je nevytvoriteľná a nezničiteľná. Táto vlastnosť znamená, že akékoľvek telo alebo látka nejaký čas existuje, vyvíja sa, prestáva existovať ako pôvodný objekt, hmota však neprestáva existovať, ale jednoducho sa mení na iné formy.
- Je večná a nekonečná vo vesmíre.
- Neustály pohyb, transformácia, modifikácia.
- Predestinácia, závislosť od generujúcich faktorov a príčin. Táto vlastnosť je akýmsi vysvetlením pôvodu hmoty ako dôsledku určitých javov.
Základné typy hmoty
Moderní vedci rozlišujú tri základné typy hmoty:
- Látka, ktorá má v pokoji určitú hmotnosť, je najbežnejším typom. Môže pozostávať z častíc, molekúl, atómov, ako aj ich zlúčenín, ktoré tvoria fyzické telo.
- Fyzikálne pole je špeciálna hmotná substancia, ktorá je určená na zabezpečenie interakcie predmetov (látok).
- Fyzikálne vákuum – je hmotné prostredie s najnižšou úrovňou energie.
Ďalej sa pozrime bližšie na každý z typov.
Látka
Látka je druh hmoty, ktorej hlavnou vlastnosťou je diskrétnosť, čiže diskontinuita, obmedzenosť. Jeho štruktúra zahŕňa najmenšie častice vo forme protónov, elektrónov a neutrónov, ktoré tvoria atóm. Atómy sa spájajú a vytvárajú molekuly, čím vzniká hmota, ktorá následne vytvára fyzické telo alebo tekutú substanciu.
Každá látka má množstvo individuálnych vlastností, ktoré ju odlišujú od ostatných: hmotnosť, hustota, bod varu a topenia, štruktúra kryštálovej mriežky. Za určitých podmienok sa môžu rôzne látky kombinovať a miešať. V prírode sa vyskytujú v troch stavoch agregácie: v tuhom, kvapalnom a plynnom. V tomto prípade špecifický stav agregácie zodpovedá iba podmienkam obsahu látky a intenzite molekulárnej interakcie, ale nie je jej individuálnou charakteristikou. Takže voda pri rôznych teplotách môže nadobudnúť kvapalnú, pevnú a plynnú formu.
Fyzické pole
Typy fyzickej hmoty zahŕňajú aj takú zložku, ako je fyzikálne pole. Ide o akýsi systém, v ktorom hmotné telá interagujú. Pole nie je samostatný objekt, ale skôr nosič špecifických vlastností častíc, ktoré ho tvorili. Takže hybnosť uvoľnená z jednej častice, ale neabsorbovaná inou, je atribútpolia.
Fyzikálne polia sú skutočné nehmotné formy hmoty, ktoré majú vlastnosť kontinuity. Môžu byť klasifikované podľa rôznych kritérií:
- V závislosti od náboja tvoriaceho pole existujú: elektrické, magnetické a gravitačné polia.
- Podľa povahy pohybu nábojov: dynamické pole, štatistické (obsahuje nabité častice, ktoré sú voči sebe stacionárne).
- Fyzikálnej povahy: makro- a mikropolia (vytvorené pohybom jednotlivých nabitých častíc).
- V závislosti od prostredia existencie: vonkajšie (ktoré obklopuje nabité častice), vnútorné (pole vo vnútri hmoty), pravdivé (celková hodnota vonkajších a vnútorných polí).
Fyzikálne vákuum
V 20. storočí sa pojem „fyzikálne vákuum“objavil vo fyzike ako kompromis medzi materialistami a idealistami na vysvetlenie niektorých javov. Prvý z nich mu pripisoval materiálové vlastnosti, zatiaľ čo druhý tvrdil, že vákuum nie je nič iné ako prázdnota. Moderná fyzika vyvrátila úsudky idealistov a dokázala, že vákuum je hmotné médium, nazývané aj kvantové pole. Počet častíc v ňom je rovný nule, čo však nebráni krátkodobému výskytu častíc v medzifázach. V kvantovej teórii sa energetická hladina fyzikálneho vákua podmienečne berie ako minimálna, teda rovná nule. Experimentálne však bolo dokázané, že energetické pole môže mať záporný aj kladný náboj. Existuje hypotéza, žeVesmír vznikol presne v podmienkach vzrušeného fyzického vákua.
Štruktúra fyzikálneho vákua ešte nebola úplne preštudovaná, hoci mnohé z jeho vlastností sú známe. Podľa Diracovej teórie dier pozostáva kvantové pole z pohybujúcich sa kvánt s identickými nábojmi, zloženie samotných kvánt zostáva nejasné, zhluky ktorých sa pohybujú vo forme vlnových tokov.
