Сущность макро-, микро-и мегамира

Материя — это бесконечное множество всех существующих в мире объектов и систем, субстрат любых свойств, связей, отношений и форм движения. В основе представлений о строении материального мира лежит системный подход, согласно которому любой объект материального мира, будь то атом, планета, организм или галактика, может быть рассмотрен как сложное образование, включающее в себя составные части, организованные в целостность.

Современная наука выделяет в мире три структурных уровня.

Микромир — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10−8 до 10−16 см, а время жизни — от бесконечности до 10−24 с. Объекты микромира включают в себя элементарные частицы, ядра, атомы, молекулы. Они имеют следующие характеристики: масса покоя, электрический заряд, среднее время жизни. Масса покоя элементарной частицы определяется по отношению к массе покоя электрона формулой Me=9*10(-31)степени, по этой характеристике частицы делятся на три класса-фотоны (масса=0), лептоны (масса меньше или равна 200 Ме), и адроны (масса больше или равна 200Ме). По электрическому заряду частицы делятся на положительно заряженные (протон, позитрон), отрицательно заряженные (электрон), и нейтральные (нейтрофотон). По времени жизни частицы делятся на 2 класса: стабильные (фотон, электрон, нейтрон, протон) и нестабильные (существуют доли секунды).

Микромир имеет следующие принципы:

корпускулярно-волновой дуолизм-любой материальный объект характеризуется наличием как корпускулярных, так и волновых свойств, т. е. проявляет себя и как частица, и как волна. Философия науки выиграла от такого корпускулярно-волнового дуализма несопоставимо больше, чем было бы возможно при его отсутствии и строгом разграничения явлений на корпускулярные и волновые.

принцип дополнительности — согласно этому принципу, если мы измеряем свойства квантового объекта как частицы, мы видим, что он ведет себя как частица. Если же мы измеряем его волновые свойства, для нас он ведет себя как волна. Оба представления отнюдь не противоречат друг другу — они именно дополняют одно другое, что и отражено в названии принципа.

принцип соотношения неопределенностей — невозможно одновременно точно знать две величины микрообъекта — его координату и скорость. Если знать скорость, то можно определить только область его вероятного местонахождения, а не точное расположение.

волновая функция — определяет параметры будущего состояния объекта и означает, что при проведении одинаковых опытов с одинаковыми объектами будут получаться разные результаты.

Гипотеза Луи де Бройля утверждала, что частица и волна — это две стороны одной сущности. На микроуровне граница между волновыми и корпускулярными свойствами, между веществом и полем, размыта. Волновые и корпускулярные свойства не исключают, а дополняют друг друга. Свет одновременно обладает и свойствами волны, и свойствами частицы. Электроны и фотоны похожи на частицы и одновременно имеют волновые черты, что неизбежно приводит к выводу: они и не волны, и не частицы. Гипотеза де Бройля приводила к заключению: природа не полярна, не дуалистична, но двойственна.

Квантовая физика, по сути, отказалась от основных принципов классической механики, сформулированной некогда Галилеем, Декартом и Ньютоном. Пропасть между такими полярными в классической физике понятиями как непрерывное — дискретное, определенное — неопределенное, однозначное — вероятностное, дуальное — двойственное, пространственное — временное, делимое — неделимое, процессуальное — случайное существенно уменьшилась. Таким образом, микромир плюралистичен: он демонстрирует не борьбу, а взаимодополнительность, комплиментарность противоположностей; микромир множественен, многомерен, что позволяет ему, исключая борьбу, делать свободный выбор.

Макромир — мир устойчивых форм и соразмерных человеку величин, а также кристаллические комплексы молекул, организмы, сообщества организмов; мир макрообъектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах и километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах. Например к объектам макромира относятся: человеческое общество, в котором каждого отдельного человека можно рассмотреть как отдельный организм, автомобиль, который состоит из деталей, руку на ладони, на которой много пальцев, и т. д.

Мегамир включает в себя планеты, звездные комплексы, галактики, метагалактики — мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами, а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.

Мегамир или космос, современная наука рассматривает как взаимодействующую и развивающуюся систему всех небесных тел.

Все существующие галактики входят в систему самого высокого порядка — Метагалактику. Размеры Метагалактики очень велики: радиус космологического горизонта составляет 15— 20 млрд. световых лет.

Понятия «Вселенная» и «Метагалактика» — очень близкие понятия: они характеризуют один и тот же объект, но в разных аспектах. Понятие «Вселенная» обозначает весь существующий материальный мир; понятие «Метагалактика» — тот же мир, но с точки зрения его структуры — как упорядоченную систему галактик.

Современные космологические модели Вселенной основываются на общей теории относительности А. Эйнштейна, согласно которой метрика пространства и времени определяется распределением гравитационных масс во Вселенной. Ее свойства как целого обусловлены средней плотностью материи и другими конкретно-физическими факторами.

Расширение Вселенной считается научно установленным фактом. Согласно теоретическим расчетам Ж. Леметра, радиус Вселенной в первоначальном состоянии был 10−12 см, что близко по размерам к радиусу электрона, а ее плотность составляла 1096 г/см3. В сингулярном состоянии Вселенная представляла собой микрообъект ничтожно малых размеров. От первоначального сингулярного состояния Вселенная перешла к расширению в результате Большого взрыва.

В современной космологии для наглядности начальную стадию эволюцию Вселенной делят на «эры» Дубнищева Т. Я. Концепции современного естествознания. -е изд., испр. и доп. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — С. 380.

Эра адронов. Тяжелые частицы, вступающие в сильные взаимодействия.

Эра лептонов. Легкие частицы, вступающие в электромагнитное взаимодействие.

Фотонная эра. Продолжительность 1 млн. лет. Основная доля массы — энергии Вселенной — приходится на фотоны.

Звездная эра. Наступает через 1 млн. лет после зарождения Вселенной. В звездную эру начинается процесс образования протозвезд и протогалактик.

Затем разворачивается грандиозная картина образования структуры Метагалактики.

В современной космологии наряду с гипотезой Большого взрыва весьма популярна инфляционная модель Вселенной, в которой рассматривается творение Вселенной. Идея творения имеет очень сложное обоснование и связана с квантовой космологией. В этой модели описывается эволюция Вселенной начиная с момента 10−45 с после начала расширения.

Сторонники инфляционной модели видят соответствие между этапами космической эволюции и этапами творения мира, описанными в книге Бытия в Библии Гриб А. А. Большой взрыв: творение или происхождение? /В кн. Взаимосвязь физической и релиптозной картин мира. — Кострома: Изд-во МИИЦАОСТ, 1996. — С. 153—166.

Самая большая трудность для ученых возникает при объяснении причин космической эволюции. Если отбросить частности, то можно выделить две основные концепции, объясняющие эволюцию Вселенной: концепцию самоорганизации и концепцию креационизма.

Для концепции самоорганизации материальная Вселенная является единственной реальностью, и никакой другой реальности помимо нее не существует. Эволюция Вселенной описывается в терминах самоорганизации: идет самопроизвольное упорядочивание систем в направлении становления все более сложных структур. Динамичный хаос порождает порядок.

В рамках концепции креационизма, т. е. творения, эволюция Вселенной связывается с реализацией программы, определяемой реальностью более высокого порядка, чем материальный мир. Сторонники креационизма обращают внимание на существование во Вселенной н аправленного номогенца — развития от простых систем ко все более сложным и информационно емким, в ходе которого создавались условия для возникновения жизни и человека. В качестве дополнительного аргумента привлекается антропный принцип, сформулированный английскими астрофизиками Б. Карром и Риссом.

И хотя на этих уровнях действуют свои специфические закономерности, микро-, макро — и мегамиры теснейшим образом взаимосвязаны.

На микроскопическом уровне физика сегодня занимается изучением процессов, разыгрывающихся на длинах порядка 10 в минус восемнадцатой степени см., за время — порядка 10 в минус двадцать второй степени с. В мегамире ученые с помощью приборов фиксируют объекты, удаленные от нас на расстоянии около 9−12 млрд. световых лет.

Уровень с научной точки зрения — это подразделение чего-то целого, получаемое при его расчленении. В нашем случае целое-это материя, а микромир, макромир и мегамир — ее уровни.