Понятие материи в философии

Курсовая работа

Понятие материи в философии

Введение

Глава 1. Мировоззренческо-методологические проблемы материи

1.1 Формирование и эволюция философского понятия материи Глава 2 Самоорганизация и системность материи. Материальное единство природы

2.1 Самоорганизация

2.2 Системность

2.3 Материальное единство мира Заключение Список литературы

По-видимому, понятие «материи» возникло из-за стремления выявить начальное единство всего существующего на свете, свести все многообразие вещей и явлений к какой-то общей, первоначальной основе. Предположим, что нам известна масса разнообразных глиняных или деревянных предметов. Они могут быть сколь угодно разнообразны, но объединяет их исходная основа, материал, из которого они сделаны. Таким образом, можно говорить о том, что окружающий нас мир, все существующее вокруг нас и является материей, которая тождественна реальности. Материей называется всё что прямо или косвенно действует на органы чувств человека и другие объекты. Она не существует в бесформенном состоянии. Из нее образуется сложная иерархическая система материальных объектов, которые различаются по масштабу и сложности. Понятия иерархии структурных уровней материи, а также фундаментальные физические представления о единстве природы являются ключевыми как в области естественного научного познания, так и в философии. Суть философского понимания материи состоит в выделении такого ее всеобщего, универсального свойства, как объективность существования.

Понятие материи служит для обозначения объективной реальности как целого. Однако материя существует не в виде сплошной однородной массы, а виде расчлененного целого, части которого, находясь в универсальной взаимосвязи, выступают в качестве самостоятельных материальных образований. Материальные образования, составляя лишь часть материи, не обладают теми свойствами, которые присущи материи. Так, если материя вечна и бесконечна, то материальное образование не является вечным и занимает ограниченное место в пространстве.

Цель данной работы состоит в изучении понятия материи с философской точки зрения. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:

— провести анализ формирования и эволюции философского понятия материи;

— охарактеризовать структуру материи, её самоорганизацию и системность;

— рассмотреть вопрос о материальном единстве мира.

Решение этих задач позволит достичь цели курсовой работы.

В ходе написания данной работы были использованы следующие источники литературы: Алексеев П. В., Панин А. В. «Философия», Кедров Б. М. «Эволюция понятия материи в естествознании и философии. Вопросы философии», Муминов И. М. «Философские проблемы естествознания» и др.

эволюция вопрос понятие материя

Глава 1 Мировоззренческо-методологические проблемы материи

1.1 Формирование и эволюция философского понятия материи

Категория материи имеет важное значение, так как отражает источник познания. Она выработана философией для обозначения объективной реальности, а также таких её свойств, как независимость от человека и всего человечества. Представление о материальном единстве мира имеет довольно длительную историю. Развернутое и полное определение материи в разных философских системах давалось не всегда, но если речь шла об основах мироздания, об единой субстанции, которая лежит в основе видимого многообразия вещей, и которая порождает этот мир, — тогда в центре внимания философа стояла именно материя. Так какие особенности должна иметь материя, для того чтобы стать субстанцией? Материя должна вести своё «независимое» существование, должна быть «причиной самой себя»; должна объяснить существование мира — природы, человека, общества, вещей, явлений культуры; ответить на вопрос, что является причинами изменений, происходящие в мире (появление и исчезновение, трансформация в процессе взаимодействия); решить вопрос о единстве всего существующего и о возможности его познания. Чтобы решить все эти проблемы, материя должна быть сама связана с этим миром, должна быть «родственна» ему [1, c.56].

В античной философии поиски такой субстанции реализовывались с помощью натурфилософского подхода. Характерными особенностями для него является непризнание каких-либо важных отличий философского от специально-научного исследования природы. Натурфилософский подход является своего рода продуктом определенной исторической эпохи.

При отсутствии развитой системы специальных наук (в древности получили развитие только астрономия и некоторые разделы математики, шло накопление эмпирических знаний в области анатомии, физики, географии, ботаники), философия становилась «теорией природы», брала на себя часть функций еще не сформировавшегося частного знания, Такая натурфилософия являлась стимулом для развития теоретического мышления. Она стремилась не к возвышению над наукой, а возвышению, рациональному очищению исторически ограниченного опыта человека, извлечению из него богатство связей, оставленное скрытым для наблюдателя. При решении проблемы субстанции натурфилософия воспроизводила схему специально-научного мышления, была поставлена задача обнаружения единого закона, который «управлял» бы эмпирически подтверждённым многообразием какой-то части бытия, при этом изменялся бы лишь уровень обобщения. В связи с этой же причиной материя изначально сближалась с веществом. Вещество представляет собой элемент физической реальности, который наделен, в отличие от поля, массой покоя. В науке обычно выделяют четыре состояния вещества: твердое тело, газ, жидкость, плазма. Но под давлением логики понятия субстанции и материи претерпели значительные преобразования. Известно, что Фалес считал первоосновой воду, Анаксимен — воздух, Анаксимандр — алейрон (неопределенное, но единичное вещество), Гераклит — огонь, Демокрит — единые неделимые частицы и т. п. При всей кажущейся их наивности, подобные взгляды в модернизированной форме просуществовали вплоть до XIX—XX вв.еков. Так, взгляды Фалеса в XVII веке развивал Р. Бойль, а в XIX веке — Л. Н. Мечников, автор «океанической концепции». А. Лавуазье в XVIII веке вслед за Анаксименом называл субстанцией воздух (кислород), взгляды Анаксимандра нашли свое развитие в натурфилософском истолковании единой теории поля. Однако первые натурфилософы, являвшиеся сторонниками субстанциальной концепции материи, столкнулись с некоторыми трудностями при отождествлении материи и вещества. Материя должна иметь связь с миром вещей (это условие считается выполненным при сведении материи к веществу, оно и есть само вещь), но в то же время — вести независимое существование от вещей, иначе она не станет субстанцией. Для решения этой проблемы, первые философы внесли следующую поправку: они отделили воду как субстанцию от воды в её зримом проявлении, а «праогонь» от обычного огня. Именно такая субстанция становится только умопостигаемой, она невидима для зрения, не дана нам в восприятии. Наконец, каким образом такая материя — первовещество может объяснить все многообразие мира, постоянную изменчивость мира? Чтобы ответить на этот вопрос древние «оживили» материю и «наделили её душой», придали ей внутренний динамизм. Материя представляет собой не просто первовещество, она является еще и живым космическим существом. Оттенок гилозоизма (гилозоизм — это учение, признающее «жизнь» неотъемлемым свойством материи во всех ее проявлениях) в представлениях первых материалистов ставит под сомнение их принадлежность к «линии материализма». В то же время материя как источник порождения всего существующего приобретает статус мифического существа. Поэтому для «материи» первых материалистов характерно скорее слитное субстанциальное единство, соединяющие такие свойства материи как «материала», из которого построено всё окружающее, и материи как источника всех изменений в мире, структурности самого мира. Для решения этой проблемы часть философов вообще отказались от признания реально существующего многообразия вещей, т. е. от поиска основания их единства — субстанции (Парменид). В трактовках других философов исходное субстанциальное единство распадается. У Платона материя является «неким универсальным материалом», вещественностью без каких-то конкретных свойств. Благодаря ей появляются отдельные вещи, а также «мировая душа», своего рода своеобразный энергетический принцип. Единое есть завершающий, синтезирующий момент этого сложного процесса умиротворения. Аристотель сохранил за материей одну лишь функцию быть материалом. Источник движения, структурирования вещного мира для него заключается в форме, объединенной с материей в отдельные вещи. Так как отдельная вещь имеет в себе основу для собственного существования, то Аристотель назвал её субстанцией (в смысле независимого существования, которое содержит в себе свои же собственные предпосылки). Благодаря Аристотелю философия освободилась от необходимости выводить существование каждой вещи из единого первоначала: цель философии заключается в нахождении общего принципа этого порождения. Связанные с пониманием вещественного характера материи-субстанции трудности привели представителей новоевропейской философии к некой модернизации представлений о материи как субстанции.

Для них материя являлась уже не конкретным видом вещества, а только свойством вещей, обладающие все теми же традиционными признаками субстанциональности: протяженностью, непроницаемостью, протяженностью, перемещением, весом, фигурностью и др. Носителем, субстратом этих свойств чаще являются атомы. Декарт, стремясь быть последовательным, вообще снял проблему субстрата, отождествив материю с ее единственным свойством — протяженностью: «Природа материи… состоит не в том, что — вещь твердая, весомая, окрашенная или каким-либо иным способом возбуждающая наши чувства, но лишь в том, что она есть субстанция, протяженная в длину, ширину и глубину» Такое понимание субстанции сохранилось и в более поздний период: Д. И. Менделеев, например, таким субстанциальным свойством считал весомость. Материя в представлении философов нового времени — это прежде всего неизменные свойства вещества в различных его проявлениях. Такая материя ничем не движет, она не имеет «энергетического потенциала» цельного правещества древних, из неё ничего не может возникнуть, потому что у неё нет порождающей силы. Это абстракция, отдельное от мира вещей общее. Это общее фундаментально для вещного мира, первично, это самое главное его свойство в представлении новоевропейских философов. Свойства протяженности, весомости существуют независимо от нас, объективно, но они нужны нам, нашей познающей способности. Без уверенности в том, что та изменчивость явлений, с которой нам приходиться иметь дело, имеет общие характеристики, которые открыты для нашего познания. Человеку нельзя выработать твердые правила познания, потому что очень тяжело вступить на путь познавательной деятельности. Так и началась гносеологизация понятия субстанции. Субстанция начала терять качества неподатливого для человеческой познавательной способности бытия. Но те противоречия, которые возникли в философской теории с пониманием материи как фундаментального свойства или совокупности свойств вещного мира, не были сглажены с помощью такого познавательного оптимизма.

Необходимо было разрешить проблему генетической первичности материи по отношению к вещному миру: как материальная субстанция смогла породить окружающее многообразие. Из-за того, что материя, являясь общим свойством вещей, лишена порождающей силы, то философ вынужден либо отказываться от решения этого вопроса, исключая его из числа философских, либо признавать, что материя не удовлетворяет всем признакам субстанции. Так возникает идея двух субстанций — мыслящей и протяженной, идея субстанции сотворенной и несотворенной, идея третьей бесконечной субстанции (Декарт). Возрождаются в рационализированной форме идеи совмещения в одной субстанции свойства протяженности и мышления (Спиноза). У такой субстанции есть бесконечно порождающая сила, однако она уже не представляет собой материальную субстанцию, это возрожденное субстанциональное единство древних принимает у Спинозы более сложную форму пантеизма. С большими трудностями сталкивается истолкование материи при попытках объяснения человека и его способностей. Хотя в материалистической философии XVII и особенно XVIII веков уже утвердилась идея первичности материи не только по отношению к вещному миру, но и к человеку, наделенному сознанием, но сама специфика порождения сознания не раскрывалась: человек с его познавательной способностью рассматривался либо как элемент природного мира, либо его сознание выводилось за пределы природного и объяснялось из иных предпосылок. Наконец, из-за данного понимания материи возникли трудности для толкования человеческих познавательных возможностей. Для познающего субъекта та реальность, которую он пытается познать, как бы «распалась» на две половины, две самостоятельные части, а это не позволило составить единое представление о предмете. Вкус, цвет, запах являются результатом «искажения» сущности предмета нашими органами чувств, это «вторичные» качества. Конфигурация, размеры, вес — это субстанциональные качества, в которых достаточно выражена сущность познаваемого предмета, то есть это «первичные» качества. Но «вторичные» качества нельзя никак вывести из «первичных», так же как и отбросить их нельзя, потому что в своей практике человеку необходимо на них ориентироваться. Это противоречие подрывает познавательный оптимизм философов материалистической ориентации, отнимает у теории познания универсальный и безотказный инструменты. Человеческие познавательные способности оказываются в рамках этой теории как бы поделены на две самостоятельные части, которые выступают независимо друг от друга: рациональное (истинное) и чувственное (неистинное) познания. Признание преимущества рационального в рамках материалистически ориентированной теории познания неизбежно роднит материализм с учением Р. Декарта о «врожденных идеях». Не зря же субъективный идеалист Дж. Беркли подверг критике своих современников-материалистов за «удвоение мира» в понятии материи как субстанции: за вещами, с которыми мы действуем, которые мы видим, стоит мир «чистых» геометрических форм, постигаемых разумом и не помогающих в чувственном освоении мира. Так не лучше ли, спрашивает Беркли, отсечь этот «второй план» вещей и считать, что его как бы нет, а существующим для человека признать только то, что он может воспринимать органами чувств. Так ограниченность понимания материи усиливала позиции философов субъективно-идеалистической ориентации. С особой силой все противоречия и слабости пониманий о материи как единой и неизменной первооснове мира выявились на рубеже XIXXX веков. Тесная взаимосвязь учения о материи с научными представлениями своего времени оказалась несчастной для него. Развитие естествознания (электромагнитная теория, открытие поля, термодинамика, делимости атома, непостоянства массы и прерывности движения, т.п.) со всей очевидностью обнаружило, что претензии философии на роль универсального познания, которое имело в своей основе теорию субстанции, необоснованны. Те качества вещей, которые в XVII—XVIII вв.еках считались субстанциальными (протяженность, конфигурация, весомость), на самом деле лежат на поверхности нашего освоения мира и ничего или почти ничего не могут нам дать для понимания более сложных материальных закономерностей.

1.2 Структура материи

В науке широко используется представление о структурных уровнях материи, конкретизирующих формы движения и виды материи. Структурные уровни материи образованы из объектов определенного множества и какого-либо класса. Характерной особенностью этих объектов является особый тип взаимодействия между составляющими их элементами. Критерием для выделения различных структурных уровней могут служить следующие признаки: пространственно-временные масштабы, совокупность важных свойств и законов изменения, степень относительной сложности, которая возникает в процессе исторического развития материи в данной области мира.

Элементами структуры материи являются:

— неживая природа;

— живая природа;

— социум (общество).

Каждый элемент материи имеет несколько уровней. Уровнями неживой природы являются:

— субмикроэлементарный (мельчайшие единицы материи, меньше, чем атом);

— микроэлементарный (адроны, состоящие из кварков, электроны);

— ядерный (ядро атома);

— атомарный (атомы);

— молекулярный (молекулы);

— уровень единичных вещей;

— уровень макротел;

— уровень планет;

— уровень систем планет;

— уровень галактик;

— уровень систем галактик;

— уровень метагалактик;

— уровень Вселенной, мира в целом.

К уровням живой природы относятся:

— доклеточный (ДНК, РНК, белки);

— клеточный (клетка);

— уровень многоклеточных организмов;

— уровень видов;

— уровень популяций;

— биоценозы;

— уровень биосферы в целом.

К уровням социума относятся:

— отдельный индивид;

— семья;

— группа;

— коллективы разных уровней;

— социальные группы (классы, страты);

— этносы;

— нации;

— расы;

— отдельные общества;

— государства;

— союзы государств;

— человечество в целом.

Кроме того, в современном естествознании материя подразделяется на три вида: вещество, физическое поле и физический вакуум. Одним из главных свойств материи является движение. Без движения нет материи, и наоборот. Движение материи — это любые изменения, происходящие с материальными объектами в результате их взаимодействий. вида материи: вещество, физическое поле и физический вакуум. Основным видом материи является вещество, обладающее массой. К вещественным объектам можно отнести элементарные частицы, атомы, молекулы и различные образованные из них материальные объекты. В химии вещества делят на простые (они состоят из атома одного химического элемента) и сложные, называемые химическими соединениями. Свойства вещества зависят от внешних условий и интенсивности взаимодействия атомов и молекул. Это обусловливает разные агрегатные состояния вещества: твердое, жидкое и газообразное. При достаточно высокой температуре образуется плазма. Переход вещества из одного состояния в другое можно охарактеризовать как один из видов движения материи. В природе существуют различные виды движения материи. Их можно классифицировать с учетом изменений свойств материальных объектов и влияния на окружающий мир. Волновое и колебательное движение, механическое движение (относительное перемещение тел), распространение и изменение различных полей, тепловое (хаотическое) движение атомов и молекул, фазовые переходы между агрегатными состояниями (парообразование, плавление и т. д.), равновесные и неравновесные процессы в макросистемах, радиоактивный распад, ядерные и химические реакции, развитие живых организмов и биосферы, эволюция звезд, галактик и Вселенной в целом — все это служит примерами многообразных видов движения материи. Особым видом материи, которое обеспечивает физическое взаимодействие как материальных объектов, так и их систем, является физическое поле. К физическим полям можно отнести гравитационное и электромагнитное поля, поле ядерных сил, а также квантовые (волновые) поля, которые соответствуют разным частицам (например, электрон-позитронное поле). Частицы служат источником физических полей, например, для электромагнитного поля таковыми являются заряженные частицы. Физические поля, созданные частицами, переносят с конечной скоростью взаимодействие между ними. В квантовой теории взаимодействие является следствием обмена квантами поля между частицами.

Общими универсальными формами существования движения материи принято считать пространство и время. Движение материальных объектов, также как и различные реальные процессы осуществляются в пространстве и во времени. Особенность естественнонаучного представления об этих понятиях сводится к тому, что пространство и время можно охарактеризовать количественно с помощью приборов. Время является объективной характеристикой любого явления или процесса, определяет порядок смены физических состояний. Время — это всё то, что можно измерить с помощью многих приборов. Принцип работы этих приборов заключается в разных физических процессах, среди которых наиболее удобными считаются периодические процессы: электромагнитное излучение возбужденных атомов, вращение Земли вокруг своей оси и др.

Многие крупные достижения в естествознании связаны с разработкой более точных приборов для определения времени. Эталоны, существующие сегодня, позволяют измерить время с достаточно высокой точностью, в этом случае относительная погрешность измерений составляет не более 10−11%. Временная характеристика реальных процессов основывается на постулате времени: абсолютно одинаковые явления происходят за одинаковое время. Не смотря на то, что постулат времени кажется естественным и очевидным, его истинность всё же относительна, потому что его нельзя проверить на опыте даже с помощью самых идеальных часов, так как, во-первых, они характеризуются своей точностью, а, во-вторых, нельзя создать совершенно одинаковые условия в природе в разное время. Вместе с тем довольно длительная практика естественнонаучных исследований позволяет не усомниться в справедливости постулата времени в пределах точности, достигнутой в данный момент времени. Создавая классическую механику, И. Ньютон ввел понятие абсолютного (истинного) математического времени, протекающего всегда и везде равномерно, и относительного времени, которое выступает как мера продолжительности, употребляемая в обыденной жизни и означающая какой-то определенный интервал времени: час, день, месяц и т. д.

В современном представлении время всегда относительно. Из теории относительности вытекает, что при скорости, которая стремится к скорости света в вакууме, время замедляется, то есть происходит релятивистское замедление времени, а сильное поле тяготения приводит к гравитационному замедлению времени. В обычных же земных условиях эти эффекты оказываются чрезвычайно малы.

Главным свойством времени является его необратимость. В реальной жизни нельзя вновь воспроизвести прошлое во всех его деталях и подробностях, так как оно забывается. Необратимость времени объясняется сложным взаимодействием множества природных систем, и символически обозначается стрелой времени, которая всегда как бы летит из прошлого в будущее. Необратимость реальных процессов в термодинамике связывают с хаотичным движением атомов и молекул. Понятие пространства гораздо сложнее понятия времени. В отличие от одномерного времени, реальное пространство имеет три измерения, то есть оно трехмерно. В трехмерном пространстве имеются атомы и планетные системы, выполняются фундаментальные законы природы. Но существуют гипотезы, согласно которым пространство Вселенной имеет много измерений, но из них наши органы чувств способны ощущать только три.

Самые первые представления о пространстве зародились из очевидного существования в природе твердых тел, которые занимают какой-то определенный объем. Исходя из этого, можно говорить о том, что пространство выражает порядок сосуществования физических тел. Более 2000 лет назад была создана завершенная теория пространства — геометрия Евклида, до сих пор считающаяся образцом научной теории. По аналогии с абсолютным временем И. Ньютон ввел понятие абсолютного пространства, которое существует независимо от находящихся в нём физических объектов и, возможно, совершенно пустым. Оно представляет собой как бы мировую арену, где происходят различные физические процессы. Свойства пространства выражаются геометрией Евклида. Именно это представление о пространстве и составляет основу практической деятельности людей. Хотя пустое пространство идеально, в то время как реальный окружающий нас мир заполнен разными материальными объектами. Без материальных объектов идеальное пространство не имеет смысла даже, к примеру, при описании механического движения тела, для которого нужно взять другое тело, выступающего в качестве системы отсчета. Механическое движение тел относительно. В природе не существует ни абсолютного покоя, ни абсолютного движения тел. Пространство, как и время, относительно. Специальная теория относительности соединила пространство и время в единый континуум «пространство — время». Базой для такого объединения является постулат о предельной скорости передачи взаимодействий материальных объектов и принцип относительности. Из данной теории вытекает относительность одновременности двух событий, которые происходят в различных точках пространства, и относительность измерений длин и интервалов времени, которые производятся в разных системах отсчета, движущихся относительно друг друга. Согласно общей теории относительности свойства «пространства — времени» подчиняются материальным объектам. Любой термальный объект искажает пространство, которое можно описать не геометрией Евклида, а сферической геометрией Римана или гиперболической геометрией Лобачевского. Считается, что вокруг массивного тела при очень большой плотности вещества искажение становится столь существенным, что «пространство — время» как бы «замыкается» локально само на себя, отделяет данное тело от остальной Вселенной и образует черную дыру, поглощающей электромагнитное излучение и материальные объекты. На поверхности черной дыры для внешнего наблюдения время как бы останавливается. Можно предположить, что в центре нашей Галактики существует огромная черная дыра. Но есть и другая точка зрения. По мнению Академика Российской академии наук А. А. Логунова, никакого искажения пространства—времени нет, а происходит искажение траектории движения объектов, которое обусловлено изменением гравитационного поля. Он утверждает, что наблюдаемое красное смещение в спектре излучения отдаленных галактик, возможно, объяснить не расширением Вселенной, а переходом посылаемого ими излучения от среды с сильным гравитационным полем в среду со слабым гравитационным полем, в котором находится наблюдатель на Земле.

Сейчас следует считать, что вещество, как и другие виды материи (физический вакуум и физическое поле) имеют прерывистую структуру. Исходя из квантовой теории поля, время и пространств очень малых масштабах образуют хаотически изменяющуюся пространственно временную среду. Квантовые ячейки чрезвычайно малы, поэтому их можно не учитывать при описании свойств атомов, нуклонов и др., считая, что время и пространство непрерывными.

Основным видом материи является вещество, которое находится в твердом или жидком состояниях и воспринимается обычно как сплошная, непрерывная среда. Для описания и анализа свойств такого вещества в большинстве случаев учитывается лишь его непрерывность. Однако же это вещество при объяснении химических связей, тепловых явлений, электромагнитного излучения и т. п. рассматривается как дискретная среда, состоящая из взаимодействующих между собой атомов и молекул. Дискретность и непрерывность присущи и другому виду материи — физическому полю. Магнитное, электрическое, гравитационное и другие поля при решении многих физических задач принято считать непрерывными. Но в квантовой теории поля считается, что физические поля дискретны.

Для одинаковых видов материи характерна дискретность и непрерывность. Для свойств материальных объектов и классического описания природных явлений достаточно учитывать непрерывные свойства материи, а для характеристики различных микропроцессов — её дискретные свойства. Неотъемлемые свойства материи — дискретность и непрерывность. Важнейшим свойством материи является ее структурная и системная организация, выражающая упорядоченность существования материи в виде большого разнообразия материальных объектов разных уровней и масштабов, которые связаны между собой единой системой иерархии. Тела, наблюдаемые нами, состоят из молекул, молекулы из атомов, атомы из ядер и электронов, атомные ядра из нуклонов, нуклоны из кварков. Сейчас следует полагать, что электроны и гипотетические частицы кварки не содержат более мелких частиц.

С биологической точки зрения самой крупной живой системой является биосфера. Она состоит из биоценозов, которая содержит множество популяций живых организмов разных видов. Популяции формируют отдельные особи, живой организм которых состоит из клеток со сложной структурой, включающих ядро, мембрану и другие составные части.

Сейчас множество материальных систем условно делят на микромир, макромир и мегамир. К микромиру относят молекулы, атомы и элементарные частицы. Материальные объекты, которые состоят из большого числа атомов и молекул, образуют макромир. Самой крупной системой материальных объектов считается мегамир — это мир планет, звезд, галактик и Вселенной. Материальные системы микро-, макрои мегамира отличаются друг от друга размерами, характером преобладающих процессов и законами, которым они подчиняются Итак, каждая из трех областей материальной действительности образуется из ряда особенных структурных уровней, находящемся не в хаотичном их «наборе» в составе какой-то области действительности, а в определенной связи, упорядоченности. Переход от одной области к другой связан с увеличением и усложнением многообразия факторов, которые обеспечивают целостность систем (в неживой природе — электромагнитные, ядерные и другие силы, в обществе — производственные отношения, национальные, политические и др.). Внутри каждого из структурных уровней материи имеются отношения субординации: молекулярный уровень включает в себя атомарный (но никак не наоборот); организменный — клеточный, тканевый уровень общества — уровни, представленные нациями, классами, другими социальными уровнями. Закономерности новых уровней специфичны, их нельзя свести к закономерностям уровней, на базе которых они возникли, и являются ведущими для данного уровня структурной организации материи. Способом существования материи является структурное многообразие, т. е. системность. Первоначальным понятием в представлении материи как структурно упорядоченного образования является понятие «система». С ним могут быть связаны представления о мире в целом (в оговоренном, разумеется, значении этого термина), формы движения материи, структурные уровни организации материи, отдельные целостные объекты внутри структурных уровней материи, разные уровни, аспекты, «срезы» этих материальных объектов. На этом понятии как на исходном основывается вся картина всеобщей структурированности материи.

Глава 2 Самоорганизация и системность материи. Материальное единство природы

2.1 Самоорганизация

В ХХ веке проблема самоорганизации материальных систем стала одной из существенных проблем науки. Главный вклад в решение сложившейся проблемы внёс информационный и системный подходы. В областях этих исследований была выработана терминология, которая приобрела общенаучный характер в описании и объяснении процессов самоорганизации. Но обе эти области исследования имеют дело в основном с материальными системами уже достаточно высокого уровня организованности: социальные системы, технические, биологические и др. Процессы самоорганизации в неживой природе остаются вне интересов этих подходов. Решение этой задачи берёт на себя научная дисциплина, получившая название синергетика. Её основоположниками являются Г. Хакен и И. Пригожин. Синергетика открывает закономерности явлений самоорганизации, которые не ограничиваются областью неживой природы, так как они распространяются на все материальные системы. Г. Хакен и И. Пригожин акцентируют внимание на процессуальности материальных систем. Все процессы, протекающие в разных материальных системах, подразделяются на два типа. Первый тип — это процессы, которые протекают в замкнутых системах. Они ведут к установлению равновесия, стремящегося при определенных условиях к максимальной степени неупорядоченности или хаосу. Второй тип — это процессы, которые происходят в открытых системах, где при определенных условиях из хаоса могут самопроизвольно возникать упорядоченные структуры. Именно это и характеризует стремление к самоорганизации. Главными характеристиками процессов первого типа являются равновесность и линейность, основными же характеристиками процессов второго типа, в которых наблюдается способность к самоорганизации и возникновению диссипативных структур, является неравновесность и нелинейность. Природные процессы неравновесны и нелинейны, именно такие процессы являются предметом изучения синергетики.

По мнению некоторых ученых, появление синергетики знаменует начало новой научной революции, так как она не просто вводит новую систему понятий, но и меняет стратегию научного познания. Именно синергетика способствует выработке новой научной картины мира, ведет к новой интерпретации многих фундаментальных принципов естествознания. Суть изменений, предлагаемых в стратегии научного познания, сводится к следующему. Традиционная наука в изучении мира делала акцент на замкнутых системах, обращая особое внимание на однородность, порядок и устойчивость. Все эти установки как бы характеризуют парадигмальное основание и способ подхода к изучению природных процессов традиционной науки. Синергетический подход обращает внимание ученых на открытые системы, неупорядоченность, неустойчивость, неравновесность, нелинейные отношения. Это не только дополнительный в «боровском» смысле взгляд на мир, а доминантный взгляд, характеризующий науку будущего.

Своё понимание феномена самоорганизации И. Пригожин связывает с понятием диссипативной структуры, то есть структуры, которая спонтанно возникает в открытых неравновесных системах. Образцом таких структур могут быть такие явления, как, например, «химические часы» (реакция Белоусова — Жаботинского), турбулентное движение и др. В своей книге «Порядок из хаоса» И. Пригожин и И. Стенгерс объясняют процесс возникновения диссипативных структур следующим образом. При нахождении системы в состоянии термодинамического равновесия, ее элементы (например, молекулы газа) не зависят друг от друга. Авторы условно назвали их генами. Такие элементы не способны к образованию упорядоченных структур в силу такой независимости. Однако если эта система под воздействием энергетических взаимодействий с окружающей средой лишается равновесного состояния, то ситуация изменяется: её элементы переходят в возбуждённое состояние и начинают действовать согласованно. Между ними происходит когерентное взаимодействие, вследствие чего и рождается то, что Пригожин называет диссипативной структурой. Такая структура после своего появления не теряет порождающего её резонансного возбуждения. Одним из самых поразительных свойств этой структуры считается её повышенная «чувствительность» к внешним воздействиям. Фактором отбора и фактором генерации различных структурных конфигураций оказываются изменения, происходящие во внешней среде. Материальная система этого типа включается в процесс самоорганизации или структурогенеза. Если предположить, что именно неравновесность является естественным состоянием всех процессов действительности, то естественным оказывается и стремление к самоорганизации как основное свойство неравновесных процессов. Схематическое описание происхождения диссипативных структур и связанного с ними процесса структурогенеза можно объяснить и название дисциплины. Термин «синергетика» образован от греческого слова «синергиа», которое можно перевести как «содействие или сотрудничество». Именно «совместное действие» или когерентное поведение элементов диссипативных структур и является тем феноменом, характеризующим процессы самоорганизации.

Важность синергетического подхода к исследованию природных процессов сложно переоценить. Благодаря этому подходу можно ответить на вопрос, который «не давал покоя» основателям термодинамики: почему несмотря на действие закона возрастания энтропии, характеризующего естественное стремление материальных систем к состоянию теплового равновесия и беспорядку, окружающий нас мир показывает высокую степень организации и порядка. Именно на этот вопрос в своё время «пытался ответить» Л. Больцман с помощью своей флуктуационной гипотезы. Синергетический подход подводит конкретно научную базу под умозрительные философские постулаты о внутренней активности материи, ее стремлении к структурной самоорганизации. Он является базой для развития эволюционной концепции, или, как говорит И. Пригожин, революционной парадигмы в физике на всех уровнях описания. По мнению И. Пригожа, «жизнь при нашем подходе перестает противостоять «обычным» законам физики. Подобным образом оценивает перспективу синергетического подхода Г. Хакен. Он рассуждает о возможности развития концепции «обобщенного дарвинизма, действие которого распространяется не только на органический, но и на неорганический мир…»

Возникновение синергетики в значительной степени стимулировало исследования в области теории происхождения жизни. Так, западным ученым М. Эйгеном, который опирался на исследования И. Пригожина, была развита принципиально новая теория биогенеза. На нacтоящий момент синергетика является наиболее общей теорией самоорганизации, так как oнa фopмулирует общие принципы самоорганизации, правильные для всех структурных уровней материи, в eё рамках способность к самоорганизации является атрибутивным свойством материальных систем.

Американский ученый Н. Винер, один из основателей кибернетики, в своей книге «Кибернетика и общество», изданной в Лондоне в 1954 году, писал что в нашей небольшой части Вселенной есть некоторые отдельные процессы неэнтропийного характера. По его мнению, в целом же мир обречен. Н. Винер полагает, что концепция тепловой гибели Вселенной является справедливой как с мировоззренческой, так и научной точек зрения. Её разработали в середине прошлого столетия специалисты по термодинамики В. Томпсон и Р. Клаузиус. В основании этой теории была положена попытка экстраполяции второго начала термодинамики или закона возрастания энтропии на всю Вселенную. Энтропия — это физическая величина, которая характеризует процессы преобразования энергии. Согласно закону возрастания энтропии при реальных термодинамических процессах энтропия замкнутой системы увеличивается. Благодаря этот закону возможно определить течение энергетических превращений: в замкнутых системах все они протекают в одном направлении. Достижение термодинамической системой состояния с максимальной энтропией соответствует достижению состояния теплового равновесия. Это значит, что в системе, которая предоставлена сама себе, рано или поздно происходит выравнивание температур, и тепловая энергия как бы деградирует в качественном отношении. Она утрачивает способность превращаться в другие формы энергии.

Распространение действия второго начала термодинамики на всю Вселенную привело к выводу, что по истечению некоторого времени все виды энергии превратятся в тепловую, которая в силу выравнивания температур утратит способность переходить в другие виды энергии. Вселенная войдёт в состояние теплового равновесия, выход из которого естественным путем окажется невозможным. Наступление состояния теплового равновесия будет означать тепловую гибель Вселенной. Теория тепловой гибели Вселенной не отрицает количественного сохранения энергии, но отрицает качественную неуничтожимость энергии и движения. Не смотря на свою внешнюю логичность на фундаментальные физические законы теория тепловой гибели ведет к противоречивым выводам. Вселенная существует бесконечно длительное время и в принципе должна была уже давно достигнуть состояния теплового равновесия. Однако мы наблюдаем в мире существование разнообразных видов энергии и движения, а это с точки зрения сторонников теории тепловой гибели Вселенной объяснить невозможно. Возможно предположить два варианта: во-первых, что наша Вселенная либо существует конечное время, которое недостаточно, чтобы достичь состояния теплового равновесия. Во-вторых, либо она уже неоднократно достигала этого состояния, но какая-то, пока неизвестная науке сила, время от времени выводила из него Вселенную. Оба эти предположения приводят к идее сотворения мира или вмешательства в ход физических процессов сверхъестественных сил.

К настоящему времени наукой накоплено немало данных, подтверждающих несостоятельность этой концепции с естественнонаучной точки зрения. Прежде чем критиковать теорию тепловой гибели Вселенной с точки зрения естествознания, следует отметить, не смотря на то что сторонники этой теории обращаются ко второму началу термодинамики, нельзя отождествлять теорию тепловой гибели Вселенной с законом возрастания энтропии. Закон возрастания энтропии — это хорошо обоснованный закон физики, не подлежащий критике. Теория же тепловой гибели Вселенной представляет собой мировоззренческую концепцию, которая основывается не столько на втором начале, а сколько на попытке его экстраполяции на всю Вселенную, что допускает ряд произвольных допущений о структуре Вселенной. Естественнонаучная критика этой теории направлена не против самого второго начала термодинамики, а против правомерности его экстраполяции на всю Вселенную.

Сейчас, естественнонаучная критика теории тепловой гибели Вселенной базируется на несколько предположениях. Второе начало термодинамики было сформулировано для замкнутых, изолированных систем. Кроме того, статистическая трактовка закона возрастания энтропии обязательно считает, что система должна быть из большого, но конечного числа частиц. Только при таких условиях возможно говорить об увеличении энтропии как о переходе от менее вероятных к более вероятным состояниям системы. Но Вселенная не представляет собой изолированную систему, и она состоит из бесконечного числа частиц. Последнее говорит, что все состояния в ней одинаково равновероятны и понятие термодинамического равновесия для ее характеристики применять нельзя. Можно сделать вывод, что в основе рассматриваемой теории лежит неправомерная экстраполяция второго начала термодинамики с конечных замкнутых систем на бесконечную Вселенную.

Как утверждают многие ученые, решающий довод против теории тепловой гибели Вселенной следует из релятивистской термодинамики, учитывающей действие во Вселенной гравитационных полей. Гравитационные поля имеют переменный характер, зависят от времени и координат и являются своего рода внешними условиями протекания во Вселенной термодинамических процессов. Термодинамическая система достигает состояния термодинамического равновесия, только если она находится в стационарных, т. е. не зависящих от времени, условиях. В силу наличия внешних нестационарных условий, в качестве которых выступают гравитационные поля, увеличение энтропии во Вселенной не ведет к достижению ее термодинамического равновесия. В свете данных релятивистской термодинамики теория тепловой гибели Вселенной теряет доказательный характер и обнаруживает свою несостоятельность.

Концепция самоорганизации, которая сейчас разрабатывается тоже убеждает нас в существовании природных сил неэнтропийного характера.

Материя неуничтожима и в качественном, и в количественном отношениях. Все известные формы движения и уровни структурной организации материи заключены в самой материи, присущи ей внутренне, взаимосвязаны и способны при определенных условиях переходить друг в друга. Материя неотрывна от движения, от разнообразия, от самоорганизации.

2.2 Системность

Аналогично пространству, времени, движению системность является всеобщим, неотъемлемым свойством материи, её атрибутом. Будучи отличительной чертой материальной действительности, системность определяет важность в мире организованности над хаотичными изменениями. Последние не изолированы резко от оформленных образований, но включены в них и подчиняются в конечном счете действию гравитационных, электромагнитных и других материальных сил, действию общих и частных законов. Неоформленность изменений в одном каком-либо отношении оказывается упорядоченностью в другом. Организованность характерна материи в любых ее пространственно-временных масштабах.

В последнее десятилетие в связи с изменением представлений астрофизики о галактиках и их отношениях с окружением стал активно обсуждаться вопрос о крупномасштабной структуре Вселенной. Было выдвинуто предположение, что «единственное и наиболее важное» утверждение, которое касается крупномасштабной структуры Вселенной, заключается в том, что в наибольших масштабах вообще нет какой-либо структуры. С другой же стороны, в меньших масштабах имеется большое разнообразие структур. Это скопления и сверхскопления галактик. Такая идея имеет некоторые противоречия. Быть может, требуется уточнить понятия, и прежде всего понятие структуры. Если иметь в виду только некоторые структуры макромира или микромира, то, возможно, мегамир и «бесструктурен». Структурность — это внутренняя раздробленность материального бытия. И как бы не был широк диапазон мировидения науки, он постоянно связан с обнаружением все новых и новых структурных образований. Если раньше взгляд на Вселенную замыкался галактикой, а потом расширился до системы галактик, то сейчас изучается Метагалактика, считающаяся особой системой со специфическими законами, внешними и внутренними взаимодействиями. Представление о структурности шагнуло до масштабов, достигающих до 20 миллиардов световых лет. Речь идет не о спекулятивно сконструированной структурности (как, например, в случае с гипотезой «бесструктурной Вселенной»), а о системности Вселенной, которая установлена средствами современной астрофизики. Самые общие соображения указывают на необоснованность этой гипотезы: если большее лишено структурности, то нельзя принимать структурность меньшего. Следствием должно быть согласие и об отсутствии структуры части той же Вселенной, чего пытается избежать данная гипотеза. Возможна также различная степень структурированности каких-то масштабов и сфер Вселенной и принятие за «бесструктурность» слабо выраженной структурности относительно высокоразвитых структурных образований. Философские соображения и частнонаучные данные говорят в пользу положения о том, что в целом неорганическая природа является самоорганизующей системой, состоящей из взаимосвязанных и развивающихся систем различного уровня организации, не имеющая начала и конца.

Структурно и в масштабах микромира материя бесконечна. Сегодня все больше подтверждений получает квартовая модель структуры адронов, что ведёт к преодолению представления о бесструктурности элементарных частиц (протонов, нейтронов, гиперонов и др.). Это вовсе не значит, что структурную бесконечность материи необходимо понимать как бесконечную делимость вещества. Современная физика подошла к такому рубежу, когда вопрос возможно трактовать по-новому. Например, Академик М. А. Марков отмечает трудность, которая связана с дальнейшей экстраполяцией понятия «состоит из…» на микромир. Если частицу малой массы, пишет он, поместить в пространство с очень малым объемом, то, по соотношению неточностей Гейзенберга, ее кинетическая энергия будет увеличиваться с уменьшением этой области таким образом, что с неограниченным уменьшением этого пространства кинетическая энергия частицы, а значит и ее полная масса будут стремиться к бесконечности. Таким образом, оказывается, невозможным построить бесконечно «мелкую» структуру данного объекта данной массы, пытаясь строить его механически из частиц меньших масс, которые занимают все меньшие объемы в структуре данного объема. Возникла идея строить частицы из более фундаментальных частиц, обладающих большими массами. Уменьшение массы результирующей системы возникает за счет сильного взаимодействия тяжелых частиц, составляющих систему. Материя во всех своих масштабах обладает формообразующей активностью. Бесструктурной материи нет.

Но что представляет собой система? Из всего многообразия выделим основное определение, которое считается наиболее корректным и наиболее простым, что немаловажно в целях дальнейшего изучения указанного понятия. Таковым может быть определение, данное одним из основоположников общей теории систем Л. Берталанфи: система — это комплекс взаимодействующих элементов.

В понимании того, что же такое система, главную роль играет значение слова «элемент». Без этого само определение может считаться банальным, не заключающем в себе значительной эвристической ценности. Критериальное свойство элемента сводится к его необходимому и непосредственному участию в создании системы: без него, т. е. без какого-либо одного элемента, система не может существовать. Элемент есть далее неразложимый компонент системы при данном способе ее рассмотрений. Если, например, взять человеческий организм, то отдельные клетки, молекулы или атомы не будут выступать его элементами; ими окажутся пищеварительная система, кровеносная и нервная системы и т. д. (по отношению к системе «организм» точнее будет назвать их подсистемами). Что же касается отдельных внутриклеточных образований, то они могут считаться подсистемами клеток, но никак не организма; по отношению к системе «организм» они являются компонентом его содержания, но не элементом и не подсистемой.

Понятие «подсистема» было выработано для анализа саморазвивающихся, сложноорганизованных, систем, когда между системой и элементами существуют более сложные, чем элементы «промежуточные» комплексы, но менее сложные, чем сама система. Они соединяют в себе различные части, элементы системы, которые в своей совокупности способны к выполнению единой программы системы. Являясь элементом системы, подсистема в свою очередь оказывается системой по отношению к элементам, ее составляющим. Точно так же обстоит дело с отношениями между понятиями «система» и «элемент»: они переходят друг в друга. Иначе говоря, система и элемент относительны. С этой точки зрения вся материя представляется как бесконечная система систем. «Системами» могут быть системы отношений, детерминаций и т. п. Наравне с представлением об элементах в представление, о всякой системе входит и представление о ее структуре. Структура — это совокупность устойчивых отношений и связей между элементами. Сюда можно отнести общую организацию элементов, их пространственное расположение, связи между этапами развития и т. п.

По своей значимости для системы связи элементов неодинаковы: одни малосущественны, остальные существенны, закономерны. Структура — это прежде всего закономерные связи элементов. Среди закономерных наиболее значимыми считаются интегрирующие связи (или интегрирующие структуры), обусловлавливающие интегрированность сторон объекта. В системе производственных отношений, например, существуют связи трех родов: относящиеся к формам собственности, к распределению и к обмену деятельностью.