تست

توسط رشته مفاهیم علوم طبیعی مدرن

مبحث شماره 9
"سطوح ساختاری سازماندهی ماده"

طرح:
مقدمه……………………………………………………………………………..2

نقش مفاهیم سیستم در تحلیل سطوح ساختاری سازماندهی ماده……………………………………………………………
سطوح ساختاری زندگی………………………………………………………..6
جوهر عالم کلان، عالم صغیر و جهان بزرگ………………………………….

دنیای خرد……………………………………………………………………………………………..8

دنیای کلان……………………………………………………………………………………………

دنیای مگا………………………………………………………………………………………………

تحلیل درک کلاسیک و مدرن از مفهوم کیهان کلان……………………………………………………………………………………….

نتیجه…………………………………………………………………………………..17

معرفی.
همه اشیاء طبیعت (طبیعت زنده و بی جان) را می توان به عنوان یک سیستم نشان داد که دارای ویژگی هایی است که سطوح سازمانی آنها را مشخص می کند. مفهوم سطوح ساختاری ماده زنده شامل ایده های سیستماتیک و سازماندهی مرتبط با یکپارچگی موجودات زنده است. ماده زنده گسسته است، یعنی. به بخش‌های تشکیل‌دهنده یک سازمان پایین‌تر تقسیم می‌شود که وظایف خاصی دارند.
سطوح ساختاری نه تنها در کلاس های پیچیدگی، بلکه در الگوهای عملکرد نیز متفاوت است. ساختار سلسله مراتبی به گونه ای است که هر سطح بالاتر را کنترل نمی کند، بلکه سطح پایین را شامل می شود. با در نظر گرفتن سطح سازمان، می توان سلسله مراتب ساختارهای سازماندهی اشیاء مادی با طبیعت جاندار و بی جان را در نظر گرفت. این سلسله مراتب ساختارها با ذرات بنیادی شروع می شود و به جوامع زنده ختم می شود. مفهوم سطوح ساختاری برای اولین بار در دهه 20 قرن ما مطرح شد. مطابق با آن، سطوح ساختاری نه تنها بر اساس کلاس های پیچیدگی، بلکه بر اساس الگوهای عملکرد متفاوت است. این مفهوم شامل سلسله مراتبی از سطوح ساختاری است که در آن هر سطح بعدی در سطح قبلی گنجانده شده است.

نقش مفاهیم سیستمی در تحلیل سطوح ساختاری سازمان ماده.

تمام جهان پیرامون ما در حال حرکت ماده در اشکال و مظاهر بی‌نهایت متنوع با تمام ویژگی‌ها، پیوندها و روابط آن است. بیایید نگاهی دقیق تر به چیستی ماده و همچنین سطوح ساختاری آن بیندازیم.
ماده (lat. Materia - جوهر)، "... مقوله ای فلسفی برای تعیین واقعیت عینی، که به شخص در حواسش داده می شود، که کپی می شود، عکس می گیرد، توسط حواس ما نمایش داده می شود، مستقل از ما وجود دارد."
ماده مجموعه ای نامتناهی از تمام اشیاء و سیستم های موجود در جهان است که بستر هر ویژگی، اتصال، رابطه و شکل حرکت است. ماده نه تنها شامل تمام اشیاء و اجسام طبیعت قابل مشاهده مستقیم می شود، بلکه همه آنهایی را نیز در بر می گیرد که اصولاً در آینده بر اساس بهبود وسایل مشاهده و آزمایش می توان آنها را شناخت.
که در علم مدرنایده‌های مربوط به ساختار جهان مادی مبتنی بر رویکردی سیستماتیک است که بر اساس آن هر شیء جهان مادی (اتم، ارگانیسم، کهکشان و خود جهان) را می‌توان به‌عنوان شکل‌گیری پیچیده، شامل اجزای تشکیل‌دهنده در یکپارچگی در نظر گرفت. .
اصول اساسی رویکرد سیستمی:

یکپارچگی، که به ما امکان می دهد همزمان سیستم را به عنوان یک کل واحد و در عین حال به عنوان یک زیر سیستم برای سطوح بالاتر در نظر بگیریم.
سلسله مراتب ساختار، یعنی وجود بسیاری از عناصر (حداقل دو) که بر اساس تبعیت عناصر سطح پایین به عناصر سطح بالاتر قرار گرفته اند. اجرای این اصل در مثال هر سازمان خاص به وضوح قابل مشاهده است. همانطور که می دانید، هر سازمانی تعامل دو زیر سیستم است: مدیریت و مدیریت. یکی تابع دیگری است.
ساختار، که به شما امکان می دهد عناصر سیستم و روابط آنها را در یک ساختار سازمانی خاص تجزیه و تحلیل کنید. به عنوان یک قاعده، روند عملکرد یک سیستم نه چندان با ویژگی های عناصر فردی آن که توسط ویژگی های خود ساختار تعیین می شود.
کثرت، امکان استفاده از بسیاری از مدل‌های سایبرنتیک، اقتصادی و ریاضی را برای توصیف عناصر فردی و سیستم به عنوان یک کل فراهم می‌کند.

سیستماتیک بودن، خاصیت یک شی برای داشتن تمام ویژگی های یک سیستم.
برای نشان دادن یکپارچگی اشیاء در علم، مفهوم "سیستم" توسعه یافت.
یک سیستم مجموعه ای از عناصر است که در تعامل هستند. ترجمه شده از یونانی، یک کل است که از اجزاء تشکیل شده است، یک اتصال.
مفهوم "عنصر" به معنای یک جزء حداقل و سپس غیرقابل تقسیم در یک سیستم معین است. یک سیستم می تواند نه تنها از اشیاء همگن، بلکه از موارد ناهمگن نیز تشکیل شود. ساختار می تواند ساده یا پیچیده باشد. یک سیستم پیچیده از عناصر تشکیل شده است که به نوبه خود زیر سیستم هایی با سطوح مختلف پیچیدگی و سلسله مراتب را تشکیل می دهند.
مشخصه هر سیستمی نه تنها با وجود ارتباطات و روابط بین عناصر تشکیل دهنده آن، بلکه با وحدت ناگسستنی آن با محیط است.
انواع مختلفی از سیستم ها را می توان تشخیص داد:

به دلیل ماهیت ارتباط بین اجزا و کل - معدنی و آلی؛
با اشکال حرکت ماده - مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی، فیزیکی و شیمیایی؛
در رابطه با حرکت - آماری و پویا؛
بر اساس نوع تغییر - غیر کاربردی، کاربردی، در حال توسعه؛
به دلیل ماهیت مبادله با محیط - باز و بسته؛
بر اساس درجه سازمان - ساده و پیچیده؛
بر اساس سطح توسعه - پایین تر و بالاتر.
از نظر ماهیت منشاء - طبیعی، مصنوعی، مخلوط؛
در جهت توسعه - مترقی و قهقرایی.

مجموعه اتصالات بین عناصر ساختار سیستم را تشکیل می دهد.
اتصالات پایدار بین عناصر، نظم سیستم را تعیین می کند. دو نوع اتصال بین عناصر سیستم وجود دارد - افقی و عمودی.
اتصالات "افقی" اتصالات هماهنگی بین عناصر هم مرتبه هستند. آنها ماهیت همبستگی دارند: هیچ بخشی از سیستم نمی تواند بدون تغییر سایر بخش ها تغییر کند.
اتصالات "عمودی" اتصالات تبعی، یعنی تبعیت عناصر هستند. آنها ساختار داخلی پیچیده سیستم را بیان می کنند، جایی که برخی از بخش ها ممکن است از نظر اهمیت نسبت به سایرین پایین تر باشند و تابع آنها باشند. ساختار عمودی شامل سطوح سازماندهی سیستم و همچنین سلسله مراتب آنها می باشد.
در نتیجه، نقطه شروع هر تحقیق سیستمی، ایده یکپارچگی سیستم مورد مطالعه است.
یکپارچگی سیستم به این معنی است که تمام اجزای آن، با تعامل و اتصال به یکدیگر، یک کل منحصر به فرد را تشکیل می دهند که دارای ویژگی های جدید سیستم است.
ویژگی‌های یک سیستم فقط مجموع ویژگی‌های عناصر آن نیست، بلکه چیزی جدید است که فقط برای کل سیستم ذاتی است.
بنابراین، با توجه به دیدگاه های علمی مدرن در مورد طبیعت، همه اشیاء طبیعی سیستم های منظم، ساختار یافته و به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته هستند.
در علوم طبیعی، دو دسته بزرگ از سیستم های مادی وجود دارد: سیستم های طبیعت بی جان و سیستم های طبیعت زنده.
سیستم‌های طبیعت بی‌جان شامل ذرات و میدان‌های بنیادی، خلاء فیزیکی، اتم‌ها، مولکول‌ها، اجرام ماکروسکوپی، سیارات و منظومه‌های سیاره‌ای، ستاره‌ها، کهکشان‌ها و منظومه کهکشان‌ها - متاکهکشان‌ها هستند.
سیستم‌های طبیعت زنده شامل پلیمرهای زیستی (مولکول‌های اطلاعات)، سلول‌ها، موجودات چند سلولی، جمعیت‌ها، بیوسنوزها و بیوسفر به عنوان کل موجودات زنده است.
در طبیعت، همه چیز به هم پیوسته است، بنابراین ما می‌توانیم سیستم‌هایی را متمایز کنیم که شامل عناصری از طبیعت زنده و بی‌جان هستند - بیوژئوسنوزها و بیوسفر زمین.

سطوح ساختاری موجودات زنده

تحلیل ساختاری یا سیستمی نشان می‌دهد که جهان زنده بسیار متنوع است و ساختار پیچیده‌ای دارد. بر اساس معیارهای مساوی، سطوح یا زیرسیستم های مختلفی از جهان زنده قابل تشخیص است. متداول ترین آنها این است که بر اساس معیار مقیاس، سطوح زیر سازماندهی موجودات زنده را تشخیص دهیم.
زیست کره -از جمله کل موجودات زنده روی زمین به همراه محیط طبیعی آنها. در این سطح، علم بیولوژی مشکلی مانند تغییر غلظت دی اکسید کربن در جو را حل می کند. با استفاده از این رویکرد، دانشمندان دریافتند که اخیراً غلظت دی اکسید کربن سالانه 0.4٪ افزایش یافته است که خطر افزایش دمای جهانی را ایجاد می کند که به اصطلاح "اثر گلخانه ای" نامیده می شود.
سطح بیوسنوزمرحله بعدی ساختار موجودات زنده را بیان می کند که شامل بخش هایی از زمین با ترکیب معینی از اجزای زنده و غیر زنده است که نشان دهنده یک مجموعه طبیعی واحد، یک اکوسیستم است. استفاده منطقی از طبیعت بدون آگاهی از ساختار و عملکرد بیوژئوسنوزها یا اکوسیستم ها غیرممکن است.
جمعیت-گونهسطح توسط آمیزش آزادانه افراد از همان گونه تشکیل می شود. مطالعه آن برای شناسایی عوامل موثر بر اندازه جمعیت مهم است.
ارگانیسم و ​​بافت اندامسطوح منعکس کننده ویژگی های افراد، ساختار، فیزیولوژی، رفتار و همچنین ساختار و عملکرد اندام ها و بافت های موجودات زنده است.
سلولی و درون سلولیسطوح منعکس کننده فرآیندهای تخصصی شدن سلول، و همچنین اجزاء مختلف درون سلولی است.
مولکولیسطح موضوع زیست شناسی مولکولی است که یکی از مهم ترین مشکلات آن بررسی مکانیسم های انتقال اطلاعات ژنتیکی و توسعه مهندسی ژنتیک و بیوتکنولوژی است.
البته تقسیم ماده زنده به سطوح بسیار مشروط است. راه حل مشکلات بیولوژیکی خاص، مانند تنظیم تعداد گونه ها، بر اساس داده های مربوط به تمام سطوح موجودات زنده است. اما همه زیست شناسان موافقند که در دنیای زنده سطوح پلکانی وجود دارد، نوعی سلسله مراتب. ایده آنها به وضوح نشان دهنده یک رویکرد سیستماتیک برای مطالعه طبیعت است که به درک بهتر آن کمک می کند.
اساس اساسی جهان زنده سلول است. تحقیقات او به درک ویژگی های همه موجودات زنده کمک می کند.

جوهر عالم کلان، عالم صغیر و جهان بزرگ.

سطوح ساختاری ماده از مجموعه خاصی از اشیاء از هر طبقه تشکیل می شود و با نوع خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شود.
معیارهای شناسایی سطوح مختلف ساختاری به شرح زیر است:

مقیاس های فضایی و زمانی;
مجموعه ای از خواص ضروری؛
قوانین خاص حرکت؛
درجه پیچیدگی نسبی ناشی از فرآیند توسعه تاریخی ماده در یک منطقه معین از جهان؛
برخی نشانه های دیگر

تمام اشیایی که علم مطالعه می کند به سه «جهان» (جهان خرد، جهان بزرگ و مگاجهان) تعلق دارند که سطوح سازماندهی ماده را نشان می دهند.


دنیای خرد.
پیشوند "micro" به اندازه های بسیار کوچک اشاره دارد. بنابراین، می توانیم بگوییم که یک عالم کوچک چیزی کوچک است.
ریزجهان مولکول‌ها، اتم‌ها، ذرات بنیادی است - دنیای ریز اجرام بسیار کوچک و غیرقابل مشاهده مستقیم، که بعد فضایی آن از 10 -8 تا 10 -16 سانتی‌متر محاسبه می‌شود و طول عمر از بینهایت تا 10 -24 است. ثانیه
در فلسفه، انسان به عنوان یک عالم صغیر و در فیزیک، مفاهیم علوم طبیعی مدرن، مولکول ها به عنوان یک عالم خرد مورد مطالعه قرار می گیرد.
دنیای خرد ویژگی های خاص خود را دارد که می توان آن را به صورت زیر بیان کرد:
1) واحدهای فاصله (متر، کیلومتر و غیره) که توسط انسان استفاده می شود، به سادگی بی معنی است.
2) همچنین استفاده از واحدهای اندازه گیری وزن انسان (گرم، کیلوگرم، پوند و غیره) بی معنی است.
در دوران باستان، دموکریتوس فرضیه اتمی ساختار ماده را مطرح کرد؛ بعداً، در قرن هجدهم، شیمیدان جی دالتون، که وزن اتمی هیدروژن را یکی می‌گرفت و وزن اتمی دیگر گازها را با آن مقایسه می‌کرد، احیا شد. آی تی.
به لطف کارهای جی دالتون، بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی اتم آغاز شد. در قرن نوزدهم، D.I. مندلیف سیستمی از عناصر شیمیایی را بر اساس وزن اتمی آنها ساخت.
در فیزیک، مفهوم اتم‌ها به‌عنوان آخرین عناصر ساختاری غیرقابل تقسیم ماده از شیمی سرچشمه می‌گیرد. در واقع، مطالعات فیزیکی اتم در پایان قرن نوزدهم آغاز شد، زمانی که فیزیکدان فرانسوی A. A. Becquerel پدیده رادیواکتیویته را کشف کرد که شامل تبدیل خود به خود اتم های برخی عناصر به اتم های عناصر دیگر بود.
تاریخچه تحقیقات در مورد ساختار اتم در سال 1895 به لطف کشف الکترون توسط J. Thomson آغاز شد، ذره ای با بار منفی که بخشی از همه اتم ها است.
از آنجایی که الکترون ها دارای بار منفی هستند و اتم به طور کلی از نظر الکتریکی خنثی است، فرض بر این بود که علاوه بر الکترون یک ذره با بار مثبت نیز وجود دارد. جرم الکترون 1/1836 جرم یک ذره با بار مثبت محاسبه شد.
چندین مدل از ساختار اتم وجود داشت.
در سال 1902، فیزیکدان انگلیسی W. Thomson (لرد کلوین) اولین مدل اتم را پیشنهاد کرد - یک بار مثبت در یک منطقه نسبتاً بزرگ توزیع می شود و الکترون ها با آن پراکنده می شوند، مانند "کشمش در پودینگ".
در سال 1911، ای. رادرفورد مدلی از اتم ارائه کرد که شبیه منظومه شمسی بود: در مرکز یک هسته اتمی وجود دارد و الکترون ها در مدارهای خود به دور آن حرکت می کنند.
هسته دارای بار مثبت و الکترون ها دارای بار منفی هستند. به جای نیروهای گرانشی وارد شده در منظومه شمسی، نیروهای الکتریکی در اتم عمل می کنند. بار الکتریکی هسته یک اتم، عددی برابر با شماره سریال در سیستم تناوبی مندلیف، با مجموع بارهای الکترون ها متعادل می شود - اتم از نظر الکتریکی خنثی است.
هر دوی این مدل ها متناقض بودند.
در سال 1913، فیزیکدان بزرگ دانمارکی، N. Bohr، اصل کوانتیزاسیون را برای حل مشکل ساختار اتم و ویژگی های طیف اتمی به کار برد.
مدل N. Bohr از اتم بر اساس مدل سیاره ای رادرفورد و بر اساس نظریه کوانتومی ساختار اتمی که توسط وی ایجاد شد. N. Bohr بر اساس دو فرضیه که کاملاً با فیزیک کلاسیک ناسازگار هستند، فرضیه ای در مورد ساختار اتم مطرح کرد:
1) در هر اتم چندین حالت ساکن وجود دارد.
2) هنگامی که یک الکترون از یک حالت ساکن به حالت دیگر منتقل می شود، اتم بخشی از انرژی را ساطع یا جذب می کند.
در نهایت، توصیف دقیق ساختار یک اتم بر اساس ایده مدارهای الکترون های نقطه ای اساسا غیرممکن است، زیرا چنین مدارهایی در واقع وجود ندارند.
نظریه N. Bohr، همانطور که بود، نشان دهنده مرز مرحله اول در توسعه فیزیک مدرن است. این آخرین تلاش برای توصیف ساختار اتم بر اساس است فیزیک کلاسیک، آن را تنها با تعداد کمی از مفروضات جدید تکمیل می کند.
به نظر می رسید که فرضیه های N. Bohr برخی از ویژگی های جدید و ناشناخته ماده را منعکس می کنند، اما فقط تا حدی. پاسخ به این سوالات در نتیجه توسعه مکانیک کوانتومی به دست آمد. معلوم شد که مدل اتمی N. Bohr را نباید به معنای واقعی کلمه در نظر گرفت، همانطور که در ابتدا بود. فرآیندهای موجود در اتم، در اصل، نمی توانند به صورت بصری در قالب مدل های مکانیکی با قیاس با رویدادهای جهان کلان نمایش داده شوند. حتی مفاهیم مکان و زمان به شکل موجود در جهان کلان برای توصیف پدیده های میکروفیزیکی نامناسب بودند. اتم فیزیکدانان نظری به طور فزاینده ای تبدیل به یک مجموع انتزاعی و غیرقابل مشاهده از معادلات شد.
دنیای ماکرو.
طبیعتاً اجسامی وجود دارند که از نظر اندازه بسیار بزرگتر از اجسام موجود در دنیای کوچک هستند. این اجسام کیهان کلان را تشکیل می دهند. دنیای ماکرو تنها توسط اشیایی "ساکن" می شود که از نظر اندازه با اندازه یک شخص قابل مقایسه هستند. خود انسان را نیز می توان شیء عالم کلان دانست.
کیهان کلان سازمانی نسبتاً پیچیده دارد. کوچکترین عنصر آن اتم و بزرگترین منظومه آن سیاره زمین است. هم سیستم های غیر زنده و هم سیستم های زنده سطوح مختلف را شامل می شود. هر سطح از سازماندهی جهان کلان شامل ریزساختارها و ساختارهای کلان است. به عنوان مثال، به نظر می رسد که مولکول ها متعلق به عالم خرد هستند، زیرا مستقیماً توسط ما مشاهده نمی شوند. اما، از یک سو، بزرگترین ساختار جهان خرد اتم است. و ما اکنون این فرصت را داریم که حتی بخشی از یک اتم هیدروژن را با استفاده از آخرین نسل میکروسکوپ ببینیم. از سوی دیگر، مولکول های عظیمی وجود دارند که از نظر ساختار بسیار پیچیده هستند، به عنوان مثال، DNA هسته می تواند تقریباً یک سانتی متر طول داشته باشد. این مقدار در حال حاضر کاملاً با تجربه ما قابل مقایسه است، و اگر مولکول ضخیم تر بود، آن را با چشم غیر مسلح می دیدیم.
همه مواد چه جامد و چه مایع از مولکول تشکیل شده اند. مولکول ها شبکه های کریستالی، سنگ معدن، سنگ ها و سایر اجسام را تشکیل می دهند، به عنوان مثال. آنچه می توانیم احساس کنیم، ببینیم و غیره با این حال، با وجود تشکیلات عظیمی مانند کوه ها و اقیانوس ها، همه اینها مولکول هایی هستند که به یکدیگر متصل هستند. مولکول ها سطح جدیدی از سازماندهی هستند؛ همه آنها از اتم هایی تشکیل شده اند که در این سیستم ها تقسیم ناپذیر در نظر گرفته می شوند. عناصر سیستم
هم سطح فیزیکی سازماندهی کیهان بزرگ و هم سطح شیمیایی با مولکول ها و حالات مختلف ماده سروکار دارند. با این حال، سطح شیمیایی بسیار پیچیده تر است. این به فیزیکی خلاصه نمی شود، که ساختار مواد، خواص فیزیکی آنها، حرکت را در نظر می گیرد (همه اینها در چارچوب فیزیک کلاسیک مورد مطالعه قرار گرفت)، حداقل از نظر پیچیدگی فرآیندهای شیمیایی و واکنش پذیری مواد.
در سطح بیولوژیکی سازماندهی کیهان ماکروسکوپ، علاوه بر مولکول ها، معمولاً نمی توانیم سلول ها را بدون میکروسکوپ ببینیم. اما سلول هایی وجود دارند که به اندازه های بسیار زیادی می رسند، به عنوان مثال، آکسون های نورون های اختاپوس یک متر یا حتی بیشتر طول دارند. در عین حال، همه سلول ها دارای ویژگی های مشابه هستند: آنها از غشاها، میکروتوبول ها تشکیل شده اند، بسیاری از آنها هسته و اندامک دارند. همه غشاها و اندامک ها به نوبه خود از مولکول های غول پیکر (پروتئین ها، لیپیدها و غیره) و این مولکول ها از اتم ها تشکیل شده اند. بنابراین، هر دو مولکول های اطلاعات غول پیکر (DNA، RNA، آنزیم ها) و سلول ها سطوح میکرو سطح بیولوژیکی سازماندهی ماده هستند که شامل تشکیلات عظیمی مانند بیوسنوزها و بیوسفر است.

دنیای مگا.
دنیای مگا دنیایی از اشیاء است که به طور نامتناسبی بزرگتر از انسان هستند.
کل جهان ما یک ابرجهان است. اندازه آن بسیار زیاد است، بی حد و حصر است و دائما در حال گسترش است. جهان پر از اجرام است که بسیار بزرگتر از سیاره ما زمین و خورشید ما هستند. اغلب اتفاق می افتد که تفاوت بین هر ستاره ای در خارج از منظومه شمسی ده ها برابر بیشتر از زمین است.
علم مدرن، مگا جهان یا فضا را به عنوان یک سیستم متقابل و در حال توسعه از همه در نظر می گیرد اجرام آسمانی. مگاجهان دارای سازماندهی سیستمی به شکل سیارات و منظومه های سیاره ای است که در اطراف ستارگان، ستاره ها و منظومه های ستاره ای - کهکشان ها به وجود می آیند. سیستم های کهکشانی - متا کهکشان ها.
مطالعه ابرجهان ارتباط نزدیکی با کیهان شناسی و کیهان شناسی دارد.
کیهان شناسی شاخه ای از علم نجوم است که به مطالعه منشا کهکشان ها، ستارگان، سیارات و اجرام دیگر می پردازد. امروزه کیهان‌شناسی را می‌توان به دو بخش تقسیم کرد:
1) کیهان شناسی منظومه شمسی. این بخش (یا نوع) کیهان‌شناسی را سیاره‌ای می‌نامند.
2) کیهان شناسی ستارگان.
و اگرچه همه این سطوح قوانین خاص خود را دارند، دنیای خرد، دنیای ماکرو و جهان بزرگ به شدت به هم مرتبط هستند.

تحلیل درک کلاسیک و مدرن از مفهوم جهان کلان.

در تاریخ مطالعه طبیعت دو مرحله پیش علمی و علمی قابل تشخیص است. پیش علمی، یا طبیعی-فلسفی، دوره از دوران باستان تا شکل گیری علوم تجربی تجربی در قرن 16-17 را در بر می گیرد. در این دوره، آموزه‌های مربوط به طبیعت ماهیتی کاملاً طبیعی-فلسفی داشت: پدیده‌های طبیعی مشاهده‌شده بر اساس اصول نظری فلسفی تبیین می‌شدند.
مهمترین مورد برای توسعه بعدی علوم طبیعی، مفهوم ساختار گسسته ماده - اتمیسم بود، که طبق آن همه اجسام از اتمها - کوچکترین ذرات جهان تشکیل شده اند.
اصول اولیه در اتمیسم اتم و پوچی بود. ماهیت فرآیندهای طبیعی بر اساس تعامل مکانیکی اتم ها، جاذبه و دافعه آنها توضیح داده شد.
از آنجایی که ایده های علمی مدرن در مورد سطوح ساختاری سازمان ماده در جریان بازنگری انتقادی ایده های علم کلاسیک ایجاد شد که فقط برای اشیاء سطح کلان قابل استفاده است، مطالعه باید با مفاهیم فیزیک کلاسیک آغاز شود.
I. نیوتن، با تکیه بر آثار گالیله، یک نظریه علمی دقیق از مکانیک ایجاد کرد، که هم حرکت اجرام آسمانی و هم حرکت اجرام زمینی را با قوانین یکسان توصیف می کند. طبیعت به عنوان یک سیستم مکانیکی پیچیده در نظر گرفته شد. ماده به عنوان یک ماده مادی متشکل از ذرات منفرد اتم ها یا ذرات در نظر گرفته می شد. اتم ها کاملاً قوی، تقسیم ناپذیر، غیرقابل نفوذ هستند که با وجود جرم و وزن مشخص می شود.
حرکت به عنوان حرکت در فضا در طول مسیرهای پیوسته مطابق با قوانین مکانیک در نظر گرفته شد. اعتقاد بر این بود که تمام فرآیندهای فیزیکی را می توان به حرکت نقاط مادی تحت تأثیر گرانش کاهش داد که دوربرد است.
به دنبال مکانیک نیوتنی، هیدرودینامیک، نظریه الاستیسیته، نظریه مکانیکی گرما، نظریه جنبشی مولکولی و تعدادی دیگر ایجاد شد که در راستای آن فیزیک به موفقیت های عظیمی دست یافته است. با این حال، دو حوزه وجود دارد - پدیده های نوری و الکترومغناطیسی که نمی توانند به طور کامل در چارچوب تصویر مکانیکی جهان توضیح داده شوند.
در حین توسعه اپتیک، آی نیوتن، با پیروی از منطق تدریس خود، نور را جریانی از ذرات مادی - اجسام می دانست. در نظریه جسمی نور I. نیوتن، این بحث مطرح شد که اجسام نورانی ذرات ریزی را ساطع می کنند که مطابق با قوانین مکانیک حرکت می کنند و هنگام ورود به چشم باعث ایجاد حس نور می شوند. بر اساس این نظریه، آی نیوتن قوانین بازتاب و شکست نور را توضیح داد.
همراه با نظریه جسم مکانیکی، تلاش هایی برای توضیح پدیده های نوری به روشی اساسی متفاوت، یعنی بر اساس نظریه موجی که توسط H. Huygens فرموله شده بود، انجام شد. اچ. هویگنس استدلال اصلی به نفع نظریه خود را این واقعیت می دانست که دو پرتو نور متقاطع بدون هیچ تداخلی به یکدیگر نفوذ می کنند، دقیقاً مانند دو ردیف موج روی آب.
بر اساس تئوری جسمی، بین پرتوهای ذرات ساطع شده، مانند نور، برخورد یا حداقل نوعی اختلال رخ می دهد. بر اساس تئوری موج، H. Huygens با موفقیت بازتاب و شکست نور را توضیح داد.
با این حال، یک ایراد مهم به آن وجود داشت. همانطور که می دانید، امواج در اطراف موانع جریان دارند. اما یک پرتو نور که در یک خط مستقیم منتشر می شود، نمی تواند در اطراف موانع جریان یابد. اگر جسم مات با لبه تیز در مسیر پرتو نور قرار گیرد، سایه آن دارای لبه تیز خواهد بود. با این حال، این اعتراض به لطف آزمایش های گریمالدی به زودی حذف شد. با مشاهدات ظریف تر با استفاده از عدسی های ذره بین، مشخص شد که در مرزهای سایه های تیز می توان مناطق ضعیف روشنایی را به شکل نوارهای نور و تاریک متناوب یا هاله مشاهده کرد. این پدیده را پراش نور نامیدند.
تئوری موج نور دوباره در دهه های اول قرن نوزدهم توسط فیزیکدان انگلیسی تی یانگ و طبیعت شناس فرانسوی O. J. Fresnel مطرح شد. تی یونگ توضیحی برای پدیده تداخل ارائه کرد، یعنی. هنگامی که نور به نور اعمال می شود، نوارهای تیره ظاهر می شود. ماهیت آن را می توان با استفاده از یک جمله متناقض توصیف کرد: نور اضافه شده به نور لزوماً نور قوی تری تولید نمی کند، اما می تواند نور ضعیف تر و حتی تاریکی ایجاد کند. دلیل این امر این است که طبق نظریه موج، نور جریانی از ذرات مادی نیست، بلکه ارتعاشات یک محیط کشسان یا حرکت موجی است. وقتی زنجیره‌ای از امواج در فازهای متضاد روی یکدیگر همپوشانی دارند، جایی که تاج یک موج با فرورفتگی موج دیگر منطبق است، یکدیگر را از بین می‌برند و در نتیجه نوارهای تیره ایجاد می‌شود.
حوزه دیگری از فیزیک که در آن مدل‌های مکانیکی ناکافی بودند، حوزه پدیده‌های الکترومغناطیسی بود. آزمایش‌های طبیعت‌شناس انگلیسی M. Faraday و کارهای نظری فیزیکدان انگلیسی J. C. Maxwell سرانجام ایده‌های فیزیک نیوتنی را در مورد ماده گسسته به عنوان تنها نوع ماده از بین برد و اساس تصویر الکترومغناطیسی جهان را پایه‌گذاری کرد. پدیده الکترومغناطیس توسط طبیعت‌شناس دانمارکی H.K.Oersted کشف شد که اولین بار متوجه اثر مغناطیسی جریان‌های الکتریکی شد.
بعدها، M. Faraday به این نتیجه رسید که مطالعه الکتریسیته و اپتیک به هم پیوسته هستند و یک میدان واحد را تشکیل می دهند. کارهای او نقطه شروع تحقیقات جی سی ماکسول شد که شایستگی او در توسعه ریاضی ایده های M. Faraday در مورد مغناطیس و الکتریسیته نهفته است.
ماکسول با تعمیم قوانین پدیده های الکترومغناطیسی که قبلاً به صورت تجربی ایجاد شده بودند (کولمب، آمپر) و پدیده القای الکترومغناطیسی کشف شده توسط M. Faraday، سیستمی از معادلات دیفرانسیل را یافت که میدان الکترومغناطیسی را به روشی کاملاً ریاضی توصیف می کند. این سیستم معادلات، در حدود کاربرد خود، توصیف کاملی از پدیده های الکترومغناطیسی ارائه می دهد و به اندازه سیستم مکانیک نیوتنی، نظریه ای کامل و منطقی است.
از معادلات، مهمترین نتیجه در مورد امکان وجود مستقل میدانی که به بارهای الکتریکی "مرتبط" نیست، به دست آمد. که در
و غیره.................مقدمه 2

1. ماده چیست. تاریخچه پیدایش دیدگاه ماده 3

2. سطوح ساختاری سازماندهی ماده:
2.1 میکروجهان 6
2.2 macroworld 7
2.3 مگاجهان 13

نتیجه گیری 24

مراجع 25

معرفی

همه اشیاء طبیعت (طبیعت زنده و بی جان) را می توان به عنوان یک سیستم نشان داد که دارای ویژگی هایی است که سطوح سازمانی آنها را مشخص می کند. مفهوم سطوح ساختاری ماده زنده شامل ایده های سیستماتیک و سازماندهی مرتبط با یکپارچگی موجودات زنده است. ماده زنده گسسته است، یعنی. به بخش‌های تشکیل‌دهنده یک سازمان پایین‌تر تقسیم می‌شود که وظایف خاصی دارند. سطوح ساختاری نه تنها در کلاس های پیچیدگی، بلکه در الگوهای عملکرد نیز متفاوت است. ساختار سلسله مراتبی به گونه ای است که هر سطح بالاتر را کنترل نمی کند، بلکه سطح پایین را شامل می شود. این نمودار با دقت بیشتری تصویر کل نگر از طبیعت و سطح توسعه علوم طبیعی را به طور کلی منعکس می کند. با در نظر گرفتن سطح سازمان، می توان سلسله مراتب ساختارهای سازماندهی اشیاء مادی با طبیعت جاندار و بی جان را در نظر گرفت. این سلسله مراتب ساختارها با ذرات بنیادی شروع می شود و به جوامع زنده ختم می شود. مفهوم سطوح ساختاری برای اولین بار در دهه 1920 مطرح شد. قرن ما مطابق با آن، سطوح ساختاری نه تنها بر اساس کلاس های پیچیدگی، بلکه بر اساس الگوهای عملکرد متفاوت است. این مفهوم شامل سلسله مراتبی از سطوح ساختاری است که در آن هر سطح بعدی در سطح قبلی گنجانده شده است.

موضوع چیست؟ تاریخچه پیدایش دیدگاه ماده

ماده (lat. Materia - جوهر)، "... مقوله ای فلسفی برای تعیین واقعیت عینی، که به شخص در حواسش داده می شود، که کپی می شود، عکس می گیرد، توسط حواس ما نمایش داده می شود، مستقل از ما وجود دارد."
ماده مجموعه ای نامتناهی از تمام اشیاء و سیستم های موجود در جهان است که بستر هر ویژگی، اتصال، رابطه و شکل حرکت است. ماده نه تنها شامل تمام اشیاء و اجسام طبیعت قابل مشاهده مستقیم می شود، بلکه همه آنهایی را نیز در بر می گیرد که اصولاً در آینده بر اساس بهبود وسایل مشاهده و آزمایش می توان آنها را شناخت. از منظر درک مارکسیستی-لنینیستی ماده، به طور ارگانیک با راه حل دیالکتیکی-ماتریالیستی مسئله اصلی فلسفه مرتبط است. این اصل از اصل وحدت مادی جهان، تقدم ماده در ارتباط با آگاهی انسان و اصل شناخت جهان بر اساس مطالعه مداوم خواص، اتصالات و اشکال حرکت ماده است.
اساس ایده ها در مورد ساختار جهان مادی یک رویکرد سیستمی است که بر اساس آن هر شیء جهان مادی اعم از اتم، سیاره، ارگانیسم یا کهکشان را می توان به عنوان یک شکل گیری پیچیده در نظر گرفت، شامل اجزای تشکیل دهنده که به صورت سازماندهی شده اند. تمامیت. برای نشان دادن یکپارچگی اشیاء در علم، مفهوم یک سیستم توسعه یافت.
ماده به عنوان یک واقعیت عینی نه تنها ماده را در چهار حالت تجمع آن (جامد، مایع، گاز، پلاسما)، بلکه میدان‌های فیزیکی (الکترومغناطیسی، گرانشی، هسته‌ای و غیره) و همچنین خواص، روابط، برهمکنش‌های محصولات را شامل می‌شود. . همچنین شامل پادماده (مجموعه ای از پادذرات: پوزیترون، یا پادالکترون، آنتی پروتون، ضد نوترون) است که اخیراً توسط علم کشف شده است. پادماده به هیچ وجه پادماده نیست. ضد ماده اصلا نمی تواند وجود داشته باشد.
حرکت و ماده به طور ارگانیک و جدایی ناپذیر با یکدیگر پیوند دارند: هیچ حرکتی بدون ماده وجود ندارد، همانطور که هیچ ماده ای بدون حرکت وجود ندارد. به عبارت دیگر، هیچ چیز، خواص و روابط تغییر ناپذیری در جهان وجود ندارد. "همه چیز جریان دارد"، همه چیز تغییر می کند. برخی از اشکال یا انواع با برخی دیگر جایگزین می شوند، به شکل های دیگر تبدیل می شوند - حرکت ثابت است. صلح لحظه ای است که از نظر دیالکتیکی در روند پیوسته تغییر و تبدیل شدن ناپدید می شود. آرامش مطلق مساوی است با مرگ یا بهتر بگوییم نیستی. در این زمینه می توان A. Bergson را فهمید که همه واقعیت را یک تداوم متحرک تجزیه ناپذیر می دانست. یا A.N. Whitehead، که برای او "واقعیت یک فرآیند است." هم حرکت و هم استراحت قطعاً فقط در رابطه با برخی چارچوب مرجع ثابت هستند. بنابراین، جدولی که در آن این خطوط نوشته شده است، نسبت به اتاق داده شده در حالت سکون است، که به نوبه خود، نسبت به خانه داده شده، و خود خانه نسبت به زمین در حالت استراحت است. اما همراه با زمین، میز، اتاق و خانه حول محور زمین و به دور خورشید حرکت می کنند.
ماده متحرک به دو شکل اصلی وجود دارد - در مکان و در زمان. مفهوم فضا در خدمت بیان ویژگی های گسترش و نظم همزیستی سیستم های مادی و حالات آنهاست. عینی، جهانی (شکل جهانی) و ضروری است. مفهوم زمان مدت و توالی تغییرات در حالات سیستم های مادی را مشخص می کند. زمان عینی، اجتناب ناپذیر و برگشت ناپذیر است. باید بین ایده های علمی فلسفی و طبیعی در مورد مکان و زمان تمایز قائل شد. خود رویکرد فلسفی در اینجا با چهار مفهوم مکان و زمان نشان داده می شود: جوهری و رابطه ای، ایستا و پویا.
بنیانگذار دیدگاه ماده به عنوان متشکل از ذرات گسسته، دموکریتوس بود.
دموکریتوس تقسیم پذیری نامتناهی ماده را انکار کرد. اتم ها فقط از نظر شکل، ترتیب توالی متقابل و موقعیت در فضای خالی و همچنین در اندازه و گرانش با یکدیگر تفاوت دارند که به اندازه آن بستگی دارد. آنها دارای اشکال بی نهایت متنوع با فرورفتگی یا برآمدگی هستند. دموکریتوس همچنین اتم ها را "شکل" یا "پیکره" می نامد، که از آن نتیجه می شود که اتم های دموکریتوس کوچک ترین شکل ها یا پیکره های غیر قابل تقسیم هستند. در علم مدرن بحث های زیادی در مورد اینکه اتم های دموکریتوس اجسام فیزیکی یا هندسی هستند وجود داشته است، اما خود دموکریتوس هنوز به تمایز بین فیزیک و هندسه نرسیده است. از این اتم‌ها که در جهت‌های مختلف حرکت می‌کنند، از «گرداب» آن‌ها، به ضرورت طبیعی، از طریق کنار هم قرار دادن اتم‌های متقابل مشابه، هم کل اجسام منفرد و هم کل جهان تشکیل می‌شوند. حرکت اتم ها ابدی است و تعداد جهان های نوظهور بی نهایت است.
دنیای واقعیت عینی قابل دسترس برای انسان ها دائما در حال گسترش است. اشکال مفهومی بیان ایده سطوح ساختاری ماده متنوع است.
علم مدرن سه سطح ساختاری را در جهان شناسایی می کند.

2 . سطوح ساختاری سازماندهی ماده

2.1 دنیای کوچک

دنیای خرد- اینها مولکول ها، اتم ها، ذرات بنیادی هستند - دنیای میکرو اجرام بسیار کوچک و غیر قابل مشاهده مستقیم، که تنوع فضایی آنها از 10-8 تا 10-16 سانتی متر محاسبه می شود و طول عمر از بینهایت تا 10-24 است. س
دموکریتوس در دوران باستان نامزد شد فرضیه اتمی ساختار ماده , بعدها، در قرن 18. توسط شیمیدان جی دالتون، که وزن اتمی هیدروژن را یک در نظر گرفت و وزن اتمی سایر گازها را با آن مقایسه کرد، احیا شد. به لطف کارهای جی دالتون، بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی اتم آغاز شد. در قرن 19 D.I. مندلیف سیستمی از عناصر شیمیایی را بر اساس وزن اتمی آنها ساخت.
در فیزیک، مفهوم اتم‌ها به‌عنوان آخرین عناصر ساختاری غیرقابل تقسیم ماده از شیمی سرچشمه می‌گیرد. در واقع، مطالعات فیزیکی اتم در پایان قرن نوزدهم آغاز شد، زمانی که فیزیکدان فرانسوی A. A. Becquerel پدیده رادیواکتیویته را کشف کرد که شامل تبدیل خود به خود اتم های برخی عناصر به اتم های عناصر دیگر بود.
تاریخچه تحقیقات در مورد ساختار اتم در سال 1895 به لطف کشف الکترون توسط J. Thomson آغاز شد، ذره ای با بار منفی که بخشی از همه اتم ها است. از آنجایی که الکترون ها دارای بار منفی هستند و اتم به طور کلی از نظر الکتریکی خنثی است، فرض بر این بود که علاوه بر الکترون یک ذره با بار مثبت نیز وجود دارد. جرم الکترون 1/1836 جرم یک ذره با بار مثبت محاسبه شد.
چندین مدل از ساختار اتم وجود داشت.
در سال 1902، فیزیکدان انگلیسی W. Thomson (لرد کلوین) اولین مدل اتم را پیشنهاد کرد - یک بار مثبت در یک منطقه نسبتاً بزرگ توزیع می شود و الکترون ها با آن پراکنده می شوند، مانند "کشمش در پودینگ".
در سال 1911، ای. رادرفورد مدلی از اتم ارائه کرد که شبیه منظومه شمسی بود: در مرکز یک هسته اتمی وجود دارد و الکترون ها در مدارهای خود به دور آن حرکت می کنند.
هسته دارای بار مثبت و الکترون ها دارای بار منفی هستند. به جای نیروهای گرانشی وارد شده در منظومه شمسی، نیروهای الکتریکی در اتم عمل می کنند. بار الکتریکی هسته یک اتم، عددی برابر با شماره سریال در سیستم تناوبی مندلیف، با مجموع بارهای الکترون ها متعادل می شود - اتم از نظر الکتریکی خنثی است.
هر دوی این مدل ها متناقض بودند.
در سال 1913، فیزیکدان بزرگ دانمارکی، N. Bohr، اصل کوانتیزاسیون را برای حل مشکل ساختار اتم و ویژگی های طیف اتمی به کار برد.
مدل N. Bohr از اتم بر اساس مدل سیاره ای رادرفورد و بر اساس نظریه کوانتومی ساختار اتمی که توسط وی ایجاد شد. N. Bohr بر اساس دو فرضیه که کاملاً با فیزیک کلاسیک ناسازگار هستند، فرضیه ای در مورد ساختار اتم مطرح کرد:
1) در هر اتم چندین حالت ثابت (به زبان مدل سیاره ای، چندین مدار ثابت) الکترون وجود دارد که در امتداد آنها حرکت می کنند که یک الکترون می تواند بدون گسیل وجود داشته باشد. ;
2) هنگامی که یک الکترون از یک حالت ساکن به حالت دیگر منتقل می شود، اتم بخشی از انرژی را ساطع یا جذب می کند.
در نهایت، توصیف دقیق ساختار یک اتم بر اساس ایده مدارهای الکترون های نقطه ای اساسا غیرممکن است، زیرا چنین مدارهایی در واقع وجود ندارند.
نظریه N. Bohr، همانطور که بود، نشان دهنده مرز مرحله اول در توسعه فیزیک مدرن است. این آخرین تلاش برای توصیف ساختار اتم بر اساس فیزیک کلاسیک است که تنها با تعداد کمی از مفروضات جدید تکمیل شده است.
به نظر می رسید که فرضیه های N. Bohr برخی از ویژگی های جدید و ناشناخته ماده را منعکس می کنند، اما فقط تا حدی. پاسخ به این سوالات در نتیجه توسعه مکانیک کوانتومی به دست آمد. معلوم شد که مدل اتمی N. Bohr را نباید به معنای واقعی کلمه در نظر گرفت، همانطور که در ابتدا بود. فرآیندهای موجود در اتم، در اصل، نمی توانند به صورت بصری در قالب مدل های مکانیکی با قیاس با رویدادهای جهان کلان نمایش داده شوند. حتی مفاهیم مکان و زمان به شکل موجود در جهان کلان برای توصیف پدیده های میکروفیزیکی نامناسب بودند. اتم فیزیکدانان نظری به طور فزاینده ای تبدیل به یک مجموع انتزاعی و غیرقابل مشاهده از معادلات شد.

2.2 Macroworld

دنیای ماکرو- دنیای اشکال و اندازه های پایدار متناسب با انسان، و همچنین مجتمع های کریستالی مولکول ها، موجودات، جوامع موجودات. دنیای اشیاء کلان که ابعاد آن با هم همبستگی داردمقیاس های تجربه انسانی: مقادیر مکانی بر حسب میلی متر، سانتی متر و کیلومتر بیان می شود و زمان در ثانیه، دقیقه، ساعت، سال بیان می شود.
در تاریخ مطالعه طبیعت دو مرحله پیش علمی و علمی قابل تشخیص است.
ماقبل علمی یا طبیعی-فلسفی , دوره از دوران باستان تا شکل گیری علوم تجربی تجربی در قرن 16-17 را پوشش می دهد. پدیده های طبیعی مشاهده شده بر اساس مبانی نظری فلسفی تبیین شدند.
مهمترین مورد برای توسعه بعدی علوم طبیعی، مفهوم ساختار گسسته ماده، اتمیسم بود، که طبق آن همه اجسام از اتم ها - کوچکترین ذرات در جهان - تشکیل شده اند.
مرحله علمی مطالعه طبیعت با شکل گیری مکانیک کلاسیک آغاز می شود.
از آنجایی که ایده‌های علمی مدرن در مورد سطوح ساختاری سازمان‌دهی ماده در جریان بازنگری انتقادی ایده‌های علم کلاسیک، که فقط برای اشیاء سطح کلان قابل استفاده است، ایجاد شد، باید با مفاهیم فیزیک کلاسیک شروع کنیم.
شکل گیری دیدگاه های علمی در مورد ساختار ماده به قرن شانزدهم برمی گردد، زمانی که G. Galileo پایه و اساس اولین تصویر فیزیکی از جهان در تاریخ علم - یک تصویر مکانیکی - را گذاشت. او نه تنها سیستم هلیوسنتریک N. Copernicus را اثبات کرد و قانون اینرسی را کشف کرد، بلکه روشی را برای روش جدیدی برای توصیف طبیعت - علمی و نظری - توسعه داد. ماهیت آن این بود که فقط ویژگی های فیزیکی و هندسی خاصی شناسایی شد و موضوع تحقیقات علمی شد. گالیله می نویسد: "من هرگز از اجسام خارجی چیزی جز اندازه، شکل، کمیت و حرکت کم و بیش سریع برای توضیح وقوع طعم، بو و صدا مطالبه نمی کنم."
نیوتن، با تکیه بر آثار گالیله، یک نظریه علمی دقیق از مکانیک ایجاد کرد که هم حرکت اجرام آسمانی و هم حرکت زمین را توصیف می کرد.اشیاء با قوانین مشابه طبیعت به عنوان یک سیستم مکانیکی پیچیده در نظر گرفته شد.
در چارچوب تصویر مکانیکی جهان که توسط آی. نیوتن و پیروانش ایجاد شد، یک مدل گسسته (جسمی) از واقعیت پدیدار شد. ماده به عنوان یک ماده مادی متشکل از ذرات منفرد - اتم ها یا ذرات در نظر گرفته می شد. اتم ها کاملاً قوی، تقسیم ناپذیر، غیرقابل نفوذ هستند که با وجود جرم و وزن مشخص می شود.
یکی از ویژگی های اساسی جهان نیوتنی فضای سه بعدی هندسه اقلیدسی بود که کاملاً ثابت و همیشه در حال استراحت است. زمان به عنوان یک کمیت مستقل از فضا یا ماده ارائه شد.
حرکت به عنوان حرکت در فضا در طول مسیرهای پیوسته مطابق با قوانین مکانیک در نظر گرفته شد.
نتیجه تصویر نیوتن از جهان، تصویری از جهان به عنوان یک مکانیسم غول پیکر و کاملاً تعیین شده بود، جایی که رویدادها و فرآیندها زنجیره ای از علل و پیامدهای وابسته به هم هستند.
ثابت شده است که رویکرد مکانیکی برای توصیف طبیعت بسیار مثمر ثمر است. به دنبال مکانیک نیوتنی، هیدرودینامیک، نظریه الاستیسیته، نظریه مکانیکی گرما، نظریه جنبشی مولکولی و تعدادی دیگر ایجاد شد که در راستای آن فیزیک به موفقیت های عظیمی دست یافته است. با این حال، دو حوزه وجود دارد - پدیده های نوری و الکترومغناطیسی که نمی توانند به طور کامل در چارچوب یک تصویر مکانیکی از جهان توضیح داده شوند.
همراه با نظریه جسم مکانیکی، تلاش هایی برای توضیح پدیده های نوری به روشی اساسی متفاوت، یعنی بر اساس نظریه موجی که توسط X. Huygens فرموله شده بود، انجام شد. تئوری موج قیاسی را بین انتشار نور و حرکت امواج بر روی سطح آب یا امواج صوتی در هوا برقرار کرد. این فرض وجود یک محیط الاستیک را داشت که تمام فضا را پر می کند - یک اتر درخشان. بر اساس تئوری موج X. هویگنز با موفقیت بازتاب و شکست نور را توضیح داد.
حوزه دیگری از فیزیک که در آن مدل‌های مکانیکی ناکافی بودند، حوزه پدیده‌های الکترومغناطیسی بود. آزمایش‌های طبیعت‌شناس انگلیسی M. Faraday و کارهای نظری فیزیکدان انگلیسی J. C. Maxwell سرانجام ایده‌های فیزیک نیوتنی را در مورد ماده گسسته به عنوان تنها نوع ماده از بین برد و اساس تصویر الکترومغناطیسی جهان را پایه‌گذاری کرد.
پدیده الکترومغناطیس توسط طبیعت شناس دانمارکی H.K. Oersted کشف شد که اولین بار متوجه اثر مغناطیسی جریان های الکتریکی شد. با ادامه تحقیقات در این راستا، M. Faraday کشف کرد که یک تغییر موقت در میدان های مغناطیسی باعث ایجاد جریان الکتریکی می شود.
M. Faraday به این نتیجه رسید که مطالعه الکتریسیته و اپتیک به هم پیوسته اند و یک میدان واحد را تشکیل می دهند. آثار او نقطه شروعی برای تحقیقات جی سی ماکسول شد که شایستگی او در توسعه ریاضی ایده های M. Faraday در مورد مغناطیس و الکتریسیته نهفته است. ماکسول مدل خطوط میدان فارادی را به یک فرمول ریاضی "ترجمه" کرد. مفهوم "میدان نیروها" در ابتدا به عنوان یک مفهوم کمکی ریاضی توسعه یافت. ماکسول به آن معنای فیزیکی داد و شروع به در نظر گرفتن میدان به عنوان یک واقعیت فیزیکی مستقل کرد: "میدان الکترومغناطیسی بخشی از فضا است که شامل و احاطه کننده اجسامی است که در حالت الکتریکی یا مغناطیسی هستند."
ماکسول از تحقیقات خود توانست به این نتیجه برسد که امواج نور، امواج الکترومغناطیسی هستند. جوهر واحد نور و الکتریسیته، که M. Faraday در سال 1845 پیشنهاد کرد، و J. C. Maxwell به طور نظری در سال 1862 اثبات کرد، توسط فیزیکدان آلمانی G. Hertz در سال 1888 به طور تجربی تأیید شد.
پس از آزمایش‌های جی. هرتز، سرانجام مفهوم میدان در فیزیک نه به عنوان یک ساختار ریاضی کمکی، بلکه به عنوان یک واقعیت فیزیکی موجود عینی، تثبیت شد. یک ماده از نظر کیفی جدید و منحصر به فرد کشف شد.
بنابراین، در پایان قرن نوزدهم. فیزیک به این نتیجه رسیده است که ماده در آن وجود دارددو نوع: ماده گسسته و میدان پیوسته.
در نتیجه اکتشافات انقلابی بعدی در فیزیک در پایان قرن گذشته و آغاز این قرن، ایده های فیزیک کلاسیک در مورد ماده و میدان به عنوان دو نوع ماده از نظر کیفی منحصر به فرد از بین رفت.

2.3 مگا جهان ها

دنیای مگا- اینها سیارات، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، متا کهکشان ها هستند - دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، که فاصله آن در سال نوری اندازه گیری می شود، و طول عمر اجرام فضایی در میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.
و اگرچه این سطوح قوانین خاص خود را دارند، جهان های خرد، کلان و مگا به شدت به هم مرتبط هستند.
در سطح میکروسکوپی، فیزیک امروز فرآیندهایی را مطالعه می کند که در طول های مرتبه 10 تا منهای هجدهم سانتی متر، در زمانی از مرتبه 10 تا توان منفی بیست و دوم s رخ می دهند. در دنیای مگا، دانشمندان از ابزارهایی برای ثبت اجسام دور از ما در فاصله 9 تا 12 میلیارد سال نوری استفاده می کنند.
علم مدرن، مگا جهان یا فضا را به عنوان یک سیستم تعاملی و در حال توسعه از همه اجرام آسمانی می بیند.
تمام کهکشان های موجود در منظومه با بالاترین مرتبه گنجانده شده اند- متا کهکشان . ابعاد متا کهکشان بسیار بزرگ است: شعاع افق کیهانی 15-20 میلیارد سال نوری است.
مفاهیم "جهان" و "متاکهکشان" مفاهیم بسیار نزدیکی هستند: آنها یک شی را مشخص می کنند، اما در جنبه های مختلف. مفهوم "جهان" به معنای کل جهان مادی موجود است. مفهوم "متاکهکشان" همان جهان است، اما از نقطه نظر ساختار آن - به عنوان یک سیستم منظم از کهکشان ها.
ساختار و تکامل کیهان توسط کیهان شناسی مطالعه می شود . کیهان‌شناسی به‌عنوان شاخه‌ای از علوم طبیعی در تلاقی منحصربه‌فرد علم، دین و فلسفه قرار دارد. مدل‌های کیهان‌شناختی کیهان مبتنی بر مقدمات ایدئولوژیک خاصی هستند و خود این مدل‌ها اهمیت ایدئولوژیکی زیادی دارند.
در علم کلاسیک نظریه به اصطلاح حالت پایدار کیهان وجود داشت که بر اساس آن جهان همیشه تقریباً مانند فعلی بوده است. نجوم ثابت بود: حرکات سیارات و دنباله دارها مورد مطالعه قرار گرفت، ستارگان توصیف شد، طبقه بندی آنها ایجاد شد، که البته بسیار مهم بود. اما مسئله تکامل کیهان مطرح نشد.
مدل های کیهان شناسی مدرن کیهان بر اساس نظریه عمومینسبیت A. Einstein که بر اساس آن متریکفضا و زمان با توزیع توده های گرانشی در کیهان تعیین می شود. خواص آن به عنوان یک کل با چگالی متوسط ​​ماده و سایر عوامل فیزیکی خاص تعیین می شود.
معادله گرانش اینشتین یک راه حل ندارد، بلکه راه حل های زیادی دارد.که وجود بسیاری از مدل های کیهانی کیهان را توضیح می دهد. اولین مدل توسط خود A. Einstein در سال 1917 ایجاد شد. او فرضیه های کیهان شناسی نیوتنی در مورد مطلق بودن و نامتناهی بودن فضا و زمان را رد کرد. مطابق با مدل کیهانی انیشتین از جهان، فضای جهان همگن و همسانگرد است، ماده به طور متوسط ​​در آن به طور مساوی توزیع شده است، و جاذبه گرانشی توده ها با دافعه کیهانی جهانی جبران می شود.
وجود جهان نامتناهی است، یعنی. آغاز و پایانی ندارد و فضا بی حد و حصر، اما متناهی است.
جهان در مدل کیهانی A. Einstein ثابت، بی نهایت در زمان و بی حد و حصر در فضا است.
در سال 1922 ریاضیدان و ژئوفیزیکدان روسی A.A Friedman فرضیه کیهان شناسی کلاسیک در مورد ماهیت ساکن کیهان را رد کرد و راه حلی برای معادله انیشتین به دست آورد که جهان را با فضای "در حال گسترش" توصیف می کند.
از آنجایی که چگالی متوسط ​​ماده در کیهان ناشناخته است، امروزه نمی دانیم در کدام یک از این فضاهای کیهان زندگی می کنیم.
در سال 1927، رهبر بلژیکی و دانشمند J. Lemaitre "گسترش" را مرتبط کرد.فضاهایی با داده های رصد نجومی لماتر مفهوم آغاز جهان را به عنوان یک تکینگی (یعنی حالت فوق متراکم) و تولد جهان را به عنوان انفجار بزرگ معرفی کرد.
در سال 1929، ستاره شناس آمریکایی E.P. هابل وجود یک رابطه عجیب بین فاصله و سرعت کهکشان ها را کشف کرد: همه کهکشان ها از ما دور می شوند و با سرعتی که متناسب با فاصله افزایش می یابد - سیستم کهکشانی در حال گسترش است.
انبساط کیهان یک واقعیت ثابت شده علمی در نظر گرفته می شود. بر اساس محاسبات نظری J. Lemaître، شعاع جهان در حالت اولیه 10-12 سانتی متر بود که اندازه آن نزدیک به شعاع یک الکترون است و چگالی آن 1096 گرم بر سانتی متر مکعب بود. در حالتی منفرد، کیهان یک ریز شی با اندازه ناچیز بود. از حالت اولیه منفرد، جهان در نتیجه انفجار بزرگ به سمت انبساط حرکت کرد.
محاسبات گذشته نگر سن جهان را بین 13 تا 20 میلیارد سال تعیین می کند. GA. گامو پیشنهاد کرد که دمای ماده بالا بوده و با انبساط کیهان کاهش یافته است. محاسبات او نشان داد که جهان در تکامل خود مراحل خاصی را طی می کند که در طی آن تشکیل عناصر و ساختارهای شیمیایی رخ می دهد. در کیهان شناسی مدرن، برای وضوح، مرحله اولیه تکامل کیهان به "دوران" تقسیم می شود.
عصر هادرون. ورود ذرات سنگین تعاملات قوی.
عصر لپتون ها.ذرات نور وارد برهمکنش الکترومغناطیسی می شوند.
عصر فوتونمدت زمان 1 میلیون سال بخش عمده جرم - انرژی جهان - از فوتون ها می آید.
دوران ستاره. 1 میلیون سال پس از تولد کیهان رخ می دهد. در دوران ستارگان، فرآیند شکل گیری پیش ستاره ها و پیش کهکشان ها آغاز می شود.
سپس تصویری باشکوه از شکل گیری ساختار متا کهکشان آشکار می شود.
در کیهان شناسی مدرن، همراه با فرضیه بیگ بنگ، مدل تورمی کیهان که خلقت کیهان را در نظر می گیرد، بسیار رایج است. ایده آفرینش توجیه بسیار پیچیده ای دارد و با کیهان شناسی کوانتومی مرتبط است. این مدل تکامل کیهان را از لحظه 10 تا 45 ثانیه پس از شروع انبساط آغاز می کند.
طرفداران مدل تورمی، مطابقت بین مراحل تکامل کیهانی و مراحل خلقت جهان را می بینند که در کتاب پیدایش در کتاب مقدس شرح داده شده است.
مطابق با فرضیه تورم، تکامل کیهانی در کیهان اولیه چندین مرحله را طی می کند.
آغاز جهان توسط فیزیکدانان نظری به عنوان حالت ابرگرانش کوانتومی با شعاع جهان 10-50 سانتی متر تعریف شده است.
مرحله تورم در نتیجه یک جهش کوانتومی، جهان به حالت خلاء برانگیخته رفت و در غیاب ماده و تشعشع در آن، طبق یک قانون نمایی به شدت منبسط شد. در این دوره فضا و زمان خود کیهان ایجاد شد. در مرحله تورم به مدت 10 -34. کیهان از یک اندازه کوانتومی غیرقابل تصور کوچک 10-33 به اندازه غیرقابل تصور بزرگ 10000000 سانتی متر متورم شد، که قدر زیادی از اندازه جهان قابل مشاهده - 1028 سانتی متر است. در تمام این دوره اولیه هیچ ماده یا ماده ای وجود نداشت. تابش در کیهان
انتقال از مرحله تورم به مرحله فوتون. حالت خلاء کاذب از هم پاشید، انرژی آزاد شده به تولد ذرات سنگین و ضد ذرات رفت، که پس از نابودی، فلاش قدرتمندی از تابش (نور) ایجاد کرد که فضا را روشن کرد.
مرحله جدایی ماده از تشعشع: ماده باقیمانده پس از نابودی به تشعشع، تماس بین ماده وتشعشع ناپدید شد تابش جدا شده از ماده، پس‌زمینه‌ی باقیمانده‌ی مدرن را تشکیل می‌دهد که به‌طور نظری توسط G.A. Gamov پیش‌بینی شد و به‌طور تجربی در سال 1965 کشف شد.
متعاقباً، توسعه جهان از ساده ترین حالت همگن به سمت ایجاد ساختارهای پیچیده تر - اتم ها (در ابتدا اتم های هیدروژن)، کهکشان ها، ستارگان، سیارات، سنتز عناصر سنگین در روده ستارگان، از جمله آن ها رفت. لازمه آفرینش حیات، ظهور حیات و به عنوان تاج آفرینش - انسان.
تفاوت بین مراحل تکامل کیهان در مدل تورمی و مدل بیگ بنگ فقط مربوط به مرحله اولیه مرتبه 30-10 ثانیه است، سپس هیچ تفاوت اساسی بین این مدل ها در درک مراحل تکامل کیهانی وجود ندارد. .
در این بین، این مدل ها را می توان با کمک دانش و تخیل در رایانه محاسبه کرد، اما سوال همچنان باز است.
بزرگترین مشکل برای دانشمندان در توضیح علل تکامل کیهانی است. اگر جزییات را کنار بگذاریم، می‌توان دو مفهوم اصلی را که تکامل کیهان را توضیح می‌دهند، متمایز کرد: مفهوم خود سازمان‌دهی و مفهوم خلق‌گرایی.
برای مفهوم خودسازماندهی، جهان مادی تنها واقعیت است و هیچ واقعیت دیگری غیر از آن وجود ندارد. تکامل کیهان در قالب خود سازماندهی توصیف می شود: نظم خود به خودی سیستم ها در جهت تشکیل ساختارهای پیچیده تر وجود دارد. هرج و مرج پویا نظم ایجاد می کند.
در چارچوب مفهوم خلقت گرایی، یعنی. ایجاد، تکامل کیهان با اجرای برنامه همراه است ,
و غیره.................

آکادمی اجتماعی باز مسکو

گروه ریاضی و علوم طبیعی عمومی

رشته تحصیلی:

مفاهیم علوم طبیعی مدرن

موضوع چکیده:

سطوح ساختاری سازماندهی ماده.

دانشکده آموزش مکاتبه ای

شماره گروه: FEB-3.6

سرپرست:

مسکو 2009

معرفی

I. سطوح ساختاری سازماندهی ماده: جهان های خرد، کلان، مگا

1.1 دیدگاه مدرن از سازماندهی ساختاری ماده

II. ساختار و نقش آن در سازماندهی سیستم های زنده

2.1 سیستم و کل

2.2 بخش و عنصر

2.3 تعامل جزء و کل

III. اتم، انسان، جهان - زنجیره طولانی از عوارض

منابع نتیجه گیری

معرفی

همه اشیاء طبیعت (طبیعت زنده و بی جان) را می توان به عنوان یک سیستم نشان داد که دارای ویژگی هایی است که سطوح سازمانی آنها را مشخص می کند. مفهوم سطوح ساختاری ماده زنده شامل ایده های سیستماتیک و سازماندهی مرتبط با یکپارچگی موجودات زنده است. ماده زنده گسسته است، یعنی. به بخش‌های تشکیل‌دهنده یک سازمان پایین‌تر تقسیم می‌شود که وظایف خاصی دارند. سطوح ساختاری نه تنها در کلاس های پیچیدگی، بلکه در الگوهای عملکرد نیز متفاوت است. ساختار سلسله مراتبی به گونه ای است که هر سطح بالاتر را کنترل نمی کند، بلکه سطح پایین را شامل می شود. این نمودار با دقت بیشتری تصویر کل نگر از طبیعت و سطح توسعه علوم طبیعی را به طور کلی منعکس می کند. با در نظر گرفتن سطح سازمان، می توان سلسله مراتب ساختارهای سازماندهی اشیاء مادی با طبیعت جاندار و بی جان را در نظر گرفت. این سلسله مراتب ساختارها با ذرات بنیادی شروع می شود و به جوامع زنده ختم می شود. مفهوم سطوح ساختاری برای اولین بار در دهه 1920 مطرح شد. قرن ما مطابق با آن، سطوح ساختاری نه تنها بر اساس کلاس های پیچیدگی، بلکه بر اساس الگوهای عملکرد متفاوت است. این مفهوم شامل سلسله مراتبی از سطوح ساختاری است که در آن هر سطح بعدی در سطح قبلی گنجانده شده است.

هدف این کار بررسی مفهوم سازماندهی ساختاری ماده است.

I. سطوح ساختاری سازماندهی ماده: خرد، کلان، مگاجهان

در علم مدرن، اساس ایده ها در مورد ساختار جهان مادی یک رویکرد سیستمی است که بر اساس آن هر شی از جهان مادی اعم از اتم، سیاره و غیره. را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت - یک شکل گیری پیچیده که شامل اجزاء، عناصر و ارتباطات بین آنها است. یک عنصر در این مورد به معنای حداقل، بخش غیر قابل تقسیم بیشتر از یک سیستم معین است.

مجموعه اتصالات بین عناصر ساختار سیستم را تشکیل می دهد؛ اتصالات پایدار نظم سیستم را تعیین می کند. اتصالات افقی هماهنگ کننده هستند و همبستگی (سازگاری) سیستم را تضمین می کنند؛ هیچ بخشی از سیستم نمی تواند بدون تغییر سایر قسمت ها تغییر کند. اتصالات عمودی اتصالات فرعی هستند؛ برخی از عناصر سیستم تابع برخی دیگر هستند. سیستم دارای نشانه ای از یکپارچگی است - این بدان معنی است که تمام اجزای آن، هنگامی که در یک کل ترکیب می شوند، کیفیتی را تشکیل می دهند که نمی توان آن را به کیفیت عناصر منفرد تقلیل داد. بر اساس دیدگاه های علمی مدرن، همه اشیاء طبیعی سیستم های منظم، ساختار یافته و به صورت سلسله مراتبی سازمان یافته هستند.

در عام‌ترین معنای کلمه، «سیستم» به معنای هر شی یا هر پدیده‌ای از جهان پیرامون ماست و نشان‌دهنده پیوند و تعامل اجزا (عناصر) در کل است. ساختار سازماندهی درونی یک سیستم است که به پیوند عناصر آن در یک کل واحد کمک می کند و ویژگی های منحصر به فردی به آن می بخشد. ساختار ترتیب عناصر یک شی را تعیین می کند. عناصر عبارتند از هر پدیده، فرآیند و همچنین هر ویژگی و رابطه ای که در هر نوع ارتباط و همبستگی متقابل با یکدیگر باشد.

در درک سازمان ساختاری ماده، مفهوم "توسعه" نقش مهمی ایفا می کند. مفهوم توسعه طبیعت بی جان و زنده به عنوان یک تغییر جهت دار برگشت ناپذیر در ساختار اشیاء طبیعی در نظر گرفته می شود، زیرا ساختار بیانگر سطح سازماندهی ماده است. مهمترین ویژگی یک سازه، پایداری نسبی آن است. ساختار یک نظم کلی، کیفی تعریف شده و نسبتاً پایدار از روابط داخلی بین زیرسیستم های یک سیستم خاص است. مفهوم "سطح سازمان" در مقابل مفهوم "ساختار" شامل ایده تغییر در ساختارها و توالی آن در طول توسعه تاریخیسیستم از لحظه پیدایش آن در حالی که تغییر در ساختار ممکن است تصادفی باشد و همیشه جهت دار نباشد، تغییر در سطح سازمان به شیوه ای ضروری رخ می دهد.

سیستم هایی که به سطح مناسبی از سازمان رسیده اند و ساختار خاصی دارند، توانایی استفاده از اطلاعات را به دست می آورند تا از طریق مدیریت، سطح سازماندهی خود را بدون تغییر (یا افزایش) حفظ کنند و به پایداری (یا کاهش) آنتروپی خود کمک کنند. آنتروپی معیار بی نظمی است). تا همین اواخر، علوم طبیعی و سایر علوم می توانستند بدون یک رویکرد جامع و سیستماتیک به اهداف مطالعه خود، بدون در نظر گرفتن مطالعه فرآیندهای شکل گیری ساختارهای پایدار و خود سازمان دهی، انجام دهند.

در حال حاضر، مشکلات خودسازماندهی، که در زمینه هم افزایی مورد مطالعه قرار گرفته است، در بسیاری از علوم، از فیزیک تا بوم شناسی، مرتبط شده است.

وظیفه هم افزایی روشن کردن قوانین سازماندهی یک سازمان و ظهور نظم است. برخلاف سایبرنتیک، در اینجا تاکید بر فرآیندهای مدیریت و تبادل اطلاعات نیست، بلکه بر اصول ساخت یک سازمان، ظهور، توسعه و خود پیچیدگی آن تاکید می شود (G. Haken). مسئله نظم و سازماندهی بهینه به ویژه هنگام مطالعه مشکلات جهانی - انرژی، زیست محیطی و بسیاری دیگر که نیاز به دخالت منابع عظیم دارند، حاد است.

1.1 دیدگاه های مدرن در مورد سازماندهی ساختاری ماده

در علوم طبیعی کلاسیک، آموزه اصول سازماندهی ساختاری ماده توسط اتمیسم کلاسیک نشان داده شد. ایده‌های اتمیسم به‌عنوان پایه‌ای برای ترکیب همه دانش در مورد طبیعت عمل کردند. در قرن بیستم، اتمیسم کلاسیک دستخوش تحولات اساسی شد.

اصول مدرنسازمان ساختاری ماده با توسعه مفاهیم سیستم همراه است و شامل برخی دانش مفهومی در مورد سیستم و ویژگی های آن است که وضعیت سیستم، رفتار آن، سازماندهی و خود سازماندهی، تعامل با محیط، هدفمندی و قابل پیش بینی بودن رفتار را مشخص می کند. ، و سایر خواص

ساده ترین طبقه بندی سیستم ها، تقسیم آنها به استاتیک و دینامیک است که با وجود راحتی آن، هنوز مشروط است، زیرا همه چیز در جهان در حال تغییر دائمی است. سیستم های دینامیکی به دو دسته قطعی و تصادفی (احتمالی) تقسیم می شوند. این طبقه بندی بر اساس ماهیت پیش بینی پویایی رفتار سیستم است. چنین سیستم هایی در مکانیک و نجوم مطالعه می شوند. در مقابل، سیستم‌های تصادفی که معمولاً آماری-احتمالی نامیده می‌شوند، با رویدادها و پدیده‌های تصادفی عظیم یا تکرار شونده سروکار دارند. بنابراین، پیش‌بینی‌های موجود در آنها قابل اعتماد نیست، بلکه فقط احتمالی است.

بر اساس ماهیت تعامل با محیطبین سیستم های باز و بسته (ایزوله) تمایز قائل می شود و گاهی اوقات سیستم های نیمه باز نیز متمایز می شوند. این طبقه بندی عمدتا مشروط است، زیرا ایده سیستم های بسته در ترمودینامیک کلاسیک به عنوان یک انتزاع خاص مطرح شد. اکثریت قریب به اتفاق، اگر نه همه، سیستم ها منبع باز هستند.

بسیاری از سیستم‌های پیچیده‌ای که در دنیای اجتماعی یافت می‌شوند، هدف‌دار هستند، یعنی. تمرکز بر دستیابی به یک یا چند هدف است و در زیر سیستم های مختلف و در سطوح مختلف سازمان این اهداف می توانند متفاوت بوده و حتی با یکدیگر در تضاد باشند.

طبقه بندی و مطالعه سیستم ها امکان توسعه روش جدیدی از شناخت را فراهم کرد که به آن رویکرد سیستمی گفته شد. به کارگیری ایده های سیستمی برای تحلیل فرآیندهای اقتصادی و اجتماعی به ظهور نظریه بازی و نظریه تصمیم کمک کرد. مهم ترین گام در توسعه روش سیستم ها، ظهور سایبرنتیک به عنوان یک نظریه کلی کنترل در سیستم های فنی، موجودات زنده و جامعه بود. اگرچه تئوری‌های کنترل فردی قبل از سایبرنتیک وجود داشت، اما ایجاد یک رویکرد بین‌رشته‌ای یکپارچه امکان آشکارسازی الگوهای عمیق‌تر و کلی‌تر کنترل را به عنوان فرآیند انباشت، انتقال و تبدیل اطلاعات فراهم کرد. خود کنترل با استفاده از الگوریتم هایی انجام می شود که توسط رایانه ها پردازش می شوند.

نظریه جهانی سیستم ها که نقش اساسی روش سیستمی را تعیین می کند، از یک سو وحدت جهان مادی و از سوی دیگر وحدت را بیان می کند. دانش علمی. پیامد مهم این توجه به فرآیندهای مادی، محدودیت نقش کاهش در دانش سیستم ها بود. مشخص شد که هرچه برخی از فرآیندها با سایرین متفاوت تر باشند، از نظر کیفی ناهمگن تر باشند، کاهش آن دشوارتر است. بنابراین، قوانین سیستم های پیچیده تر را نمی توان به طور کامل به قوانین اشکال پایین تر یا سیستم های ساده تر تقلیل داد. به عنوان نقطه مقابل رویکرد تقلیل گرایانه، یک رویکرد کل نگر (از یونانی holos - کل) برمی خیزد، که طبق آن کل همیشه مقدم بر اجزا است و همیشه مهمتر از اجزا است.

هر سیستم یک کل است که از اجزای به هم پیوسته و متقابل آن تشکیل شده است. بنابراین، فرآیند شناخت نظام‌های طبیعی و اجتماعی زمانی می‌تواند موفق باشد که اجزا و کل آنها نه در تقابل، بلکه در تعامل با یکدیگر مورد مطالعه قرار گیرند.

علم مدرن، سیستم ها را پیچیده، باز و با امکانات فراوان برای راه های جدید توسعه می بیند. فرآیندهای توسعه و عملکرد یک سیستم پیچیده ماهیت خود سازماندهی دارد، یعنی. ظهور عملکرد سازگار درونی به دلیل ارتباطات داخلی و ارتباطات با محیط خارجی. خود سازماندهی بیان علمی طبیعی از روند حرکت خود ماده است. سیستم‌های طبیعت زنده و بی‌جان و نیز سیستم‌های مصنوعی، توانایی خودسازماندهی را دارند.

در مفهوم مبتنی بر علمی مدرن سازماندهی سیستمی ماده، معمولاً سه سطح ساختاری ماده متمایز می شود:

دنیای ریز - دنیای اتم ها و ذرات بنیادی - اجرام بسیار کوچک مستقیماً غیرقابل مشاهده، ابعادی از 10-8 سانتی متر تا 10-16 سانتی متر و طول عمر - از بینهایت تا 10-24 ثانیه.

کیهان کلان دنیای اشکال و کمیت های پایدار متناسب با انسان است: فواصل و سرعت های زمینی، جرم ها و حجم ها. ابعاد کلان اشیاء با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است - ابعاد مکانی از کسری از میلی متر تا کیلومتر و ابعاد زمانی از کسری از ثانیه تا سال.

مگاجهان - دنیای فضا (سیاره ها، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، فرا کهکشان ها)؛ دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، فاصله با سال نوری و زمان با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.

مطالعه سلسله مراتب سطوح ساختاری طبیعت با حل مشکل پیچیده تعیین مرزهای این سلسله مراتب هم در دنیای مگا و هم در دنیای خرد همراه است. اشیاء هر مرحله بعدی در نتیجه ترکیب و تمایز مجموعه خاصی از اشیاء مرحله قبل بوجود می آیند و رشد می کنند. سیستم ها روز به روز چند سطحی تر می شوند. پیچیدگی سیستم نه تنها به دلیل افزایش تعداد سطوح افزایش می یابد. توسعه روابط جدید بین سطوح و با محیط مشترک برای چنین اشیاء و ارتباط آنها ضروری است.

دنیای خرد که زیرسطحی از جهان‌های کلان و ابرجهان‌ها است، ویژگی‌های کاملاً منحصربه‌فردی دارد و بنابراین نمی‌توان آن را با نظریه‌های مرتبط با سطوح دیگر طبیعت توصیف کرد. به ویژه، این جهان ذاتاً متناقض است. اصل "متشکل از" در مورد او صدق نمی کند. بنابراین، وقتی دو ذره بنیادی با هم برخورد می کنند، ذره کوچکتری تشکیل نمی شود. پس از برخورد دو پروتون، بسیاری از ذرات بنیادی دیگر بوجود می آیند - از جمله پروتون ها، مزون ها و هایپرون ها. پدیده "تولد چندگانه" ذرات توسط هایزنبرگ توضیح داده شد: در طی یک برخورد، انرژی جنبشی بزرگ به ماده تبدیل می شود و ما تولد چندگانه ذرات را مشاهده می کنیم. دنیای خرد به طور فعال در حال مطالعه است. اگر 50 سال پیش تنها 3 نوع ذره بنیادی شناخته می شد (الکترون و پروتون به عنوان کوچکترین ذرات ماده و فوتون به عنوان حداقل بخش انرژی)، اکنون حدود 400 ذره کشف شده است. دومین خاصیت متناقض جهان خرد با ماهیت دوگانه ریز ذره مرتبط است که هم موج و هم ذره است. بنابراین، نمی توان آن را به طور دقیق و بدون ابهام در مکان و زمان محلی کرد. این ویژگی در اصل رابطه عدم قطعیت هایزنبرگ منعکس شده است.

سطوح سازماندهی ماده مشاهده شده توسط انسان با در نظر گرفتن تسلط کامل می شود شرایط طبیعیسکونت انسان، یعنی با در نظر گرفتن قوانین زمینی ما با این حال، این فرض را رد نمی کند که در سطوح به اندازه کافی دور از ما ممکن است اشکال و حالت های ماده وجود داشته باشد که ویژگی های کاملاً متفاوتی دارند. در این راستا، دانشمندان شروع به تشخیص سیستم‌های مواد زمین‌مرکزی و غیر زمین‌مرکزی کردند.

جهان ژئوسنتریک جهان مرجع و اساسی زمان نیوتنی و فضای اقلیدسی است که توسط مجموعه ای از نظریه های مربوط به اشیاء در مقیاس زمینی توصیف می شود. سیستم های غیر زمین مرکزی - یک نوع خاص واقعیت عینی، با انواع دیگر صفات، مکان، زمان، حرکت غیر از ویژگی های زمینی مشخص می شود. این فرض وجود دارد که جهان خرد و ابرجهان پنجره‌هایی به جهان‌های غیرزمین‌مرکزی هستند، به این معنی که الگوهای آن‌ها، حداقل تا حدی دور، تصور نوع متفاوتی از کنش متقابل را نسبت به دنیای ماکرو یا نوع ژئومرکزی از واقعیت ممکن می‌سازد.

هیچ مرز دقیقی بین مگاجهان و جهان کلان وجود ندارد. معمولاً اعتقاد بر این است که او

با فواصل حدود 107 و جرم 1020 کیلوگرم شروع می شود. نقطه مرجع برای آغاز مگاجهان می تواند زمین باشد (قطر 1.28 × 10 + 7 متر، جرم 6 × 1021 کیلوگرم). از آنجایی که دنیای مگا با فواصل زیاد سروکار دارد، واحدهای ویژه ای برای اندازه گیری آن ها معرفی می شوند: واحد نجومی، سال نوری و پارسک.

واحد نجومی (a.e.) -میانگین فاصله زمین تا خورشید 1.5 × 1011 متر است.

سال روشن – مسافتی که نور در یک سال طی می کند، یعنی 9.46 × 1015 متر.

پارسک (ثانیه اختلاف منظر) –فاصله ای که در آن اختلاف منظر سالانه مدار زمین (یعنی زاویه ای که در آن محور نیمه اصلی مدار زمین عمود بر خط دید قابل مشاهده است) برابر با یک ثانیه است. این فاصله برابر با 206265 AU است. = 3.08×1016 متر = 3.26 خیابان. جی.

اجرام آسمانی در کیهان سیستم هایی با پیچیدگی های متفاوت تشکیل می دهند. بنابراین خورشید و 9 سیاره در حال حرکت به دور آن تشکیل می شوند منظومه شمسی.بخش عمده ای از ستارگان در کهکشان ما در یک صفحه قابل مشاهده از زمین "از کنار" به شکل یک نوار مه آلود که از کره آسمانی - کهکشان راه شیری عبور می کند، متمرکز شده اند.

همه اجرام آسمانی تاریخچه تکامل خود را دارند. سن جهان 14 میلیارد سال است. سن منظومه شمسی 5 میلیارد سال، زمین - 4.5 میلیارد سال تخمین زده شده است.

یکی دیگر از گونه‌شناسی سیستم‌های مواد امروزه بسیار گسترده است. این تقسیم طبیعت به غیر آلی و آلی است که در آن جایگاه ویژه ای اشغال شده است شکل اجتماعیموضوع. ماده معدنی ذرات و میدان های بنیادی، هسته های اتم، اتم ها، مولکول ها، اجسام ماکروسکوپی، سازندهای زمین شناسی است. ماده آلی نیز ساختار چند سطحی دارد: سطح پیش سلولی - DNA، RNA، اسیدهای نوکلئیک. سطح سلولی - موجودات تک سلولی مستقل. سطح چند سلولی - بافت ها، اندام ها، سیستم های عملکردی (عصبی، گردش خون، و غیره)، موجودات (گیاهان، حیوانات). ساختارهای فوق ارگانیسمی - جمعیت ها، بیوسنوزها، بیوسفر. امر اجتماعی تنها به لطف فعالیت افراد وجود دارد و زیرساخت های خاصی را شامل می شود: فردی، خانوادگی، گروهی، جمعی، دولتی، ملت و غیره.

II. ساختار و نقش آن در سازماندهی سیستم های زندگی

2.1 سیستم و کل

یک سیستم مجموعه ای از عناصر است که در تعامل هستند. ترجمه شده از یونانی، یک کل است که از اجزاء تشکیل شده است، یک اتصال.

پس از یک تحول تاریخی طولانی، مفهوم سیستم از اواسط قرن 20th. به یکی از مفاهیم کلیدی علمی تبدیل می شود.

ایده های اولیه در مورد سیستم در این زمان به وجود آمد فلسفه باستانبه عنوان نظم و ارزش بودن مفهوم یک سیستم اکنون دامنه کاربرد بسیار گسترده ای دارد: تقریباً هر شی را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت.

مشخصه هر سیستمی نه تنها با وجود ارتباطات و روابط بین عناصر تشکیل دهنده آن، بلکه با وحدت ناگسستنی آن با محیط است.

انواع مختلفی از سیستم ها را می توان تشخیص داد:

با توجه به ماهیت ارتباط بین اجزا و کل - معدنی و آلی;

با توجه به اشکال حرکت ماده - مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی، فیزیکی و شیمیایی؛

در رابطه با حرکت - آماری و پویا.

بر اساس نوع تغییر - غیر کاربردی، کاربردی، در حال توسعه؛

با ماهیت مبادله با محیط - باز و بسته.

بر اساس درجه سازمان - ساده و پیچیده؛

بر اساس سطح توسعه - پایین تر و بالاتر.

از نظر ماهیت منشاء - طبیعی، مصنوعی، مخلوط؛

با توجه به جهت توسعه - مترقی و قهقرایی.

بر اساس یکی از تعاریف، کل چیزی است که فاقد هیچ یک از اجزایی باشد که متشکل از آن ها کل نامیده می شود. کل لزوماً سازماندهی سیستماتیک اجزای آن را پیش‌فرض می‌گیرد.

مفهوم کل منعکس کننده وحدت و تعامل هماهنگ اجزا بر اساس یک سیستم منظم خاص است.

تشابه مفاهیم کل و نظام مبنای شناسایی کامل آنها قرار گرفت که کاملاً صحیح نیست. در مورد یک سیستم، ما با یک شی واحد سر و کار نداریم، بلکه با گروهی از اشیاء متقابل روبرو هستیم که متقابلاً بر یکدیگر تأثیر می گذارند. همانطور که سیستم به سمت نظم اجزای خود به پیشرفت ادامه می دهد، می تواند یکپارچه شود. مفهوم کل نه تنها کثرت اجزای تشکیل دهنده آن را مشخص می کند، بلکه این واقعیت را نیز مشخص می کند که ارتباط و تعامل اجزاء طبیعی است که ناشی از نیازهای درونی رشد اجزا و کل است.

بنابراین، کل نوع خاصی از سیستم است. مفهوم کل انعکاسی از ماهیت ضروری درونی و ارگانیک رابطه بین اجزای سیستم است و گاهی تغییر در یکی از اجزاء ناگزیر باعث تغییر این یا آن در دیگری و اغلب در کل سیستم می شود. .

ویژگی ها و مکانیسم کل به عنوان سطح بالاتری از سازمان در مقایسه با اجزایی که آن را سامان می دهند، تنها از طریق مجموع ویژگی ها و لحظات عمل این اجزا که جدا از یکدیگر در نظر گرفته شده اند، قابل توضیح نیست. ویژگی‌های جدید کل در نتیجه تعامل اجزای آن پدید می‌آید، بنابراین برای شناخت کل، لازم است در کنار آگاهی از ویژگی‌های اجزا، قانون سازماندهی کل را نیز بشناسیم. قانون ترکیب قطعات

از آنجایی که کل به عنوان یک یقین کیفی حاصل تعامل اجزای آن است، لازم است در خصوص ویژگی های آنها تأمل کنیم. اجزاء به عنوان اجزای یک سیستم یا یک کل، وارد روابط مختلفی با یکدیگر می شوند. روابط بین عناصر را می توان به "عنصر - ساختار" و "جزئی - کل" تقسیم کرد. در نظام کل، تبعیت اجزا بر کل رعایت می شود. سیستم کل با این واقعیت مشخص می شود که می تواند اندام هایی را که فاقد آن است ایجاد کند.

2.2 بخش و عنصر

یک عنصر جزئی از یک شی است که ممکن است نسبت به مشخصات شی بی تفاوت باشد. در مقوله ای از ساختار می توان ارتباطات و روابطی را بین عناصری یافت که نسبت به ویژگی آن بی تفاوت است.

یک بخش نیز جزء جدایی ناپذیر یک شی است، اما، بر خلاف یک عنصر، یک جزء جزء اجزایی است که نسبت به ویژگی های جسم به عنوان یک کل بی تفاوت نیست (به عنوان مثال، یک جدول از قطعات تشکیل شده است - یک درب و پاها، و همچنین عناصر - پیچ، پیچ و مهره، که می تواند برای بستن اشیاء دیگر استفاده شود: کابینت، کابینت و غیره)

یک موجود زنده به طور کلی از اجزای بسیاری تشکیل شده است. برخی از آنها به سادگی عناصر، برخی دیگر در همان زمان بخشی خواهند بود. اجزاء فقط آن اجزایی هستند که در عملکردهای حیات (متابولیسم و ​​غیره) ذاتی هستند: ماده زنده خارج سلولی. سلول؛ منسوجات؛ عضو؛ سیستم اندام

همه آنها کارکردهای ذاتی موجودات زنده را دارند، همه آنها وظایف خاص خود را در سیستم سازماندهی کل انجام می دهند. بنابراین، جزء جزئی از کل است که عملکرد آن را طبیعت، جوهر خود کل تعیین می کند.

بدن علاوه بر اجزاء دارای اجزای دیگری نیز می باشد که خود دارای وظایف حیاتی نیستند، یعنی. اجزای غیر زنده هستند. این عناصر هستند. عناصر غیر زنده در تمام سطوح سازماندهی سیستمی ماده زنده حضور دارند:

در پروتوپلاسم سلول دانه های نشاسته، قطره های چربی، کریستال ها وجود دارد.

در یک موجود چند سلولی، اجزای غیرزنده که متابولیسم خاص خود را ندارند و توانایی تولید مثل خود را ندارند شامل مو، پنجه، شاخ، سم و پر است.

بنابراین، جزء و عنصر اجزای ضروری سازمان جانداران را به عنوان یک سیستم یکپارچه تشکیل می دهند. بدون عناصر (اجزای غیر زنده)، عملکرد قطعات (اجزای زنده) غیرممکن است. بنابراین، تنها وحدت کلی هر دو عنصر و اجزا، یعنی. اجزای بی جان و زنده، سازمان نظام مند زندگی، یکپارچگی آن را تشکیل می دهد.

2.2.1 ارتباط مقوله ها بخش و عنصر

رابطه بین بخش و عنصر دسته بندی بسیار متناقض است. محتوای جزء مقوله با عنصر مقوله متفاوت است: عناصر همه اجزای تشکیل دهنده کل هستند، صرف نظر از اینکه خاص بودن کل در آنها بیان شده باشد یا نه، و اجزا فقط آن عناصری هستند که در آنها خاص بودن شیء وجود دارد. به عنوان یک کل به طور مستقیم بیان می شود، بنابراین مقوله جزء باریکتر از دسته عنصر است. از سوی دیگر، محتوای مقوله جزء گسترده تر از مقوله عنصر است، زیرا تنها مجموعه معینی از عناصر بخشی را تشکیل می دهند. و این را می توان در رابطه با هر کل نشان داد.

این بدان معنی است که سطوح یا مرزهای خاصی در سازمان ساختاری کل وجود دارد که عناصر را از اجزا جدا می کند. در عین حال، تفاوت بین دسته بندی بخش و عنصر بسیار نسبی است، زیرا آنها می توانند به طور متقابل تبدیل شوند، به عنوان مثال، اندام ها یا سلول ها در حین عملکرد در معرض تخریب قرار می گیرند، به این معنی که از قسمت ها به عناصر و رذیله تبدیل می شوند. برعکس، آنها دوباره از بی جان ساخته شده اند، یعنی . عناصر و تبدیل به جزء می شوند. عناصری که از بدن دفع نمی‌شوند می‌توانند به رسوبات نمکی تبدیل شوند که قبلاً بخشی از بدن هستند و در عین حال نسبتاً نامطلوب هستند.

2.3 تعامل جزء و کل

فعل و انفعال جزء و کل این است که یکی دیگری را مفروض می گیرد، با هم متحدند و بدون یکدیگر نمی توانند وجود داشته باشند. هیچ کل بدون جزء وجود ندارد و بالعکس: هیچ جزء خارج از کل وجود ندارد. جزئی جز در نظام کل می شود. یک جزء فقط از طریق کل معنای خود را به دست می آورد، همانطور که کل تعامل اجزاء است.

در تعامل جزء و کل، نقش پیشرو و تعیین کننده متعلق به کل است. بخش هایی از یک موجود زنده نمی توانند به طور مستقل وجود داشته باشند. بخش هایی که ساختارهای تطبیقی ​​خصوصی ارگانیسم را نشان می دهند، در طول تکامل تکامل به خاطر کل ارگانیسم به وجود می آیند.

نقش تعیین کننده کل در رابطه با اجزا در طبیعت آلی به بهترین وجه توسط پدیده اتوتومی و باززایی تأیید می شود. مارمولکی که توسط دم گرفتار شده فرار می کند و نوک دم را پشت سر می گذارد. همین اتفاق در مورد پنجه خرچنگ و خرچنگ نیز می افتد. اتوتومی، یعنی خود بریدن دم در یک مارمولک، پنجه ها در خرچنگ ها و خرچنگ ها، یک عملکرد محافظتی است که به سازگاری ارگانیسم کمک می کند، که در فرآیند تکامل ایجاد شده است. بدن بخش خود را در راه نجات و حفظ کل فدا می کند.

پدیده اتوتومی در مواردی مشاهده می شود که بدن قادر به بازیابی قسمت از دست رفته باشد. قسمت گم شده دم مارمولک دوباره رشد می کند (اما فقط یک بار). خرچنگ ها و خرچنگ ها نیز اغلب با چنگال های شکسته رشد می کنند. این بدان معناست که بدن قادر است ابتدا بخشی را از دست بدهد تا کل آن را نجات دهد و سپس این قسمت را بازیابی کند.

پدیده بازآفرینی بیشتر تبعیت اجزا را از کل نشان می‌دهد: کل الزاماً مستلزم تحقق بخش‌های از دست رفته است. زیست شناسی مدرندریافتند که نه تنها موجودات ضعیف سازمان یافته (گیاهان و تک یاخته ها)، بلکه پستانداران نیز توانایی بازسازی را دارند.

چندین نوع بازسازی وجود دارد: نه تنها اندام های فردی ترمیم می شوند، بلکه کل موجودات از قسمت های جداگانه آن نیز بازسازی می شوند (هیدرا از حلقه ای که از وسط بدنش بریده شده است، تک یاخته ها، پولیپ های مرجانی، آنلیدها، ستاره های دریایی و غیره). در فولکلور روسی ما مار-گورینیچ را می شناسیم که سرهایش توسط افراد خوب بریده شد که بلافاصله دوباره رشد کرد... در اصطلاح بیولوژیکی کلی، بازسازی را می توان به عنوان توانایی یک موجود زنده بالغ در نظر گرفت.

با این حال، نقش تعیین کننده کل نسبت به اجزاء به معنای محرومیت اجزاء از ویژگی خود نیست. نقش تعیین کننده کل نه یک نقش منفعل، بلکه یک نقش فعال اجزا را پیش‌فرض می‌گیرد که هدف آن تضمین زندگی عادی ارگانیسم به عنوان یک کل است. ارائه به سیستم عمومیدر کل، اجزا استقلال و استقلال نسبی را حفظ می کنند. از یک سو، اجزا به عنوان اجزای کل عمل می کنند و از سوی دیگر، خود ساختارهای یکپارچه منحصر به فرد، سیستم هایی با عملکردها و ساختارهای خاص خود هستند. در یک ارگانیسم چند سلولی، از بین تمام اجزا، این سلول ها هستند که بالاترین سطح یکپارچگی و فردیت را نشان می دهند.

این واقعیت که قطعات استقلال و استقلال نسبی خود را حفظ می کنند، امکان استقلال نسبی را در مطالعه سیستم های اندام فردی فراهم می کند: نخاع، سیستم عصبی خودمختار، سیستم گوارش و غیره، که برای تمرین اهمیت زیادی دارد. نمونه ای از آن مطالعه و افشای علل داخلی و مکانیسم های استقلال نسبی تومورهای بدخیم است.

استقلال نسبی قطعات، تا حد بیشتری نسبت به حیوانات، در گیاهان ذاتی است. آنها با تشکیل برخی از قسمت ها از دیگران - تولید مثل رویشی مشخص می شوند. همه احتمالاً در زندگی خود قلمه هایی از گیاهان دیگر را دیده اند که به عنوان مثال روی یک درخت سیب پیوند زده شده اند.

3..اتم، انسان، جهان - زنجیره طولانی از عوارض

در علم مدرن، روش تحلیل ساختاری به طور گسترده استفاده می شود که ماهیت سیستماتیک شی مورد مطالعه را در نظر می گیرد. به هر حال، ساختار، تجزیه درونی وجود مادی است، نحوه وجود ماده. سطوح ساختاری ماده از مجموعه معینی از اشیاء از هر نوعی تشکیل می شوند و با روش خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شوند؛ در رابطه با سه حوزه اصلی واقعیت عینی، این سطوح به این شکل هستند.

سطوح ساختاری ماده
	غیرآلی		جامعه
1	زیر میکروبنی	بیولوژیکی ماکرومولکولی	شخصی
2	خرد ابتدایی	سلولی	خانواده
3	اتمی	میکروارگانیک	تیم ها
4	اتمی	اندام ها و بافت ها	گروه های اجتماعی بزرگ (طبقات، ملت ها)
5	مولکولی	بدن به عنوان یک کل	دولت (جامعه مدنی)
6	سطح کلان	جمعیت	سیستم های دولتی
7	سطح مگا (سیارات، منظومه های ستاره ای سیاره ای، کهکشان ها)	بیوسنوز	بشریت
8	سطح متا (متا کهکشان ها)	بیوسفر	نووسفر

هر یک از حوزه های واقعیت عینی شامل تعدادی سطوح ساختاری به هم پیوسته است. در این سطوح، روابط هماهنگی غالب است و بین سطوح، روابط تابعی غالب است.

مطالعه سیستماتیک اشیاء مادی نه تنها مستلزم ایجاد راه هایی برای توصیف روابط، ارتباطات و ساختار بسیاری از عناصر، بلکه همچنین شناسایی عناصری از آنها است که سیستم را تشکیل می دهند، یعنی عملکرد و توسعه جداگانه سیستم را تضمین می کنند. یک رویکرد سیستماتیک به تشکیلات مادی، امکان درک سیستم مورد نظر در سطح بالاتر را پیش‌فرض می‌گیرد. این سیستم معمولاً با یک ساختار سلسله مراتبی مشخص می شود، یعنی گنجاندن متوالی یک سیستم سطح پایین تر در یک سیستم سطح بالاتر. بنابراین، ساختار ماده در سطح طبیعت بی‌جان (غیر آلی) شامل ذرات بنیادی، اتم‌ها، مولکول‌ها (اجرای ریزجهان، کلان بدن‌ها و اجرام مگا‌جهان: سیارات، کهکشان‌ها، منظومه‌های فراکهکشانی و غیره) است. یک متا کهکشان اغلب با کل کیهان شناسایی می شود، اما جهان به معنای بسیار گسترده کلمه درک می شود؛ آن با کل جهان مادی و ماده متحرک یکسان است، که می تواند شامل بسیاری از فرا کهکشان ها و سایر سیستم های کیهانی باشد.

حیات وحش نیز ساختاری دارد. سطح بیولوژیکی و سطح اجتماعی را متمایز می کند. سطح بیولوژیکی شامل سطوح فرعی است:

ماکرومولکول ها (اسیدهای نوکلئیک، DNA، RNA، پروتئین ها)؛

سطح سلولی؛

میکروارگانیک (جانداران تک سلولی)؛

اندام ها و بافت های بدن به عنوان یک کل؛

جمعیت؛

بیوسنوتیک؛

زیست کره.

مفاهیم اصلی این سطح در سه زیرسطح آخر مفاهیم بیوتوپ، بیوسنوز، بیوسفر است که نیاز به توضیح دارد.

بیوتوپ مجموعه ای (جامعه) از همان گونه ها (مثلاً دسته ای از گرگ ها) است که می توانند با هم ترکیب شوند و نوع (جمعیت) خود را تولید کنند.

بیوسنوز مجموعه‌ای از جمعیت‌های موجودات است که در آن مواد زائد برخی از آن‌ها شرایطی برای وجود موجودات دیگر ساکن در منطقه‌ای از خشکی یا آب است.

بیوسفر یک سیستم جهانی حیات است، بخشی از محیط جغرافیایی (قسمت پایین جو، قسمت بالایی لیتوسفر و هیدروسفر) که زیستگاه موجودات زنده است و شرایط لازم برای بقای آنها (دما، خاک) را فراهم می کند. و غیره) که در نتیجه برهمکنش بیوسنوزها تشکیل شده است.

اساس کلی زندگی در سطح بیولوژیکی - متابولیسم آلی (تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با محیط) در هر یک از سطوح فرعی مشخص شده ظاهر می شود:

متابولیسم در سطح موجودات به معنای جذب و غیر همسان سازی از طریق دگرگونی های درون سلولی است.

در سطح اکوسیستم ها (بیوسنوز)، شامل زنجیره ای از تبدیل یک ماده است که در ابتدا توسط ارگانیسم های تولید کننده از طریق موجودات مصرف کننده و موجودات تخریب کننده متعلق به آن جذب شده است. انواع متفاوت;

در سطح بیوسفر، گردش جهانی ماده و انرژی با مشارکت مستقیم عوامل در مقیاس کیهانی رخ می دهد.

در مرحله خاصی از توسعه بیوسفر، جمعیت های خاصی از موجودات زنده بوجود می آیند که به لطف توانایی آنها در کار، سطح منحصر به فردی را تشکیل می دهند - اجتماعی. فعالیت اجتماعی از بعد ساختاری به سطوح فرعی تقسیم می شود: افراد، خانواده ها، تیم های مختلف (صنعتی)، گروه های اجتماعی و غیره.

سطح ساختاری فعالیت اجتماعی در روابط خطی مبهم با یکدیگر است (مثلاً سطح ملت ها و سطح دولت ها). بافت سطوح مختلفدر جامعه، ایده سلطه شانس و هرج و مرج در فعالیت های اجتماعی را به وجود می آورد. اما یک تحلیل دقیق وجود ساختارهای اساسی را در آن آشکار می کند - حوزه های اصلی زندگی اجتماعی که حوزه های مادی و تولیدی، اجتماعی، سیاسی، معنوی هستند که قوانین و ساختارهای خاص خود را دارند. همه آنها، به معنای خاصی، در ساختار اجتماعی-اقتصادی تابع هستند، عمیقاً ساختار یافته و وحدت ژنتیکی توسعه اجتماعی را به عنوان یک کل تعیین می کنند. بنابراین، هر یک از سه حوزه واقعیت مادی از تعدادی سطوح ساختاری خاص تشکیل شده است که در یک منطقه خاص از واقعیت به ترتیب دقیق هستند. انتقال از یک منطقه به منطقه دیگر با پیچیدگی و افزایش تعداد عوامل تشکیل شده است که یکپارچگی سیستم ها را تضمین می کند. در هر یک از سطوح ساختاری روابط فرعی وجود دارد (سطح مولکولی شامل سطح اتمی است و نه برعکس). الگوهای سطوح جدید به الگوهای سطوحی که بر اساس آنها پدید آمده اند تقلیل ناپذیرند و برای سطح معینی از سازماندهی ماده پیشرو هستند. سازمان ساختاری، یعنی نظام مندی راه وجود ماده است.

نتیجه

در علم مدرن، روش تحلیل ساختاری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد که ماهیت سیستماتیک اشیاء مورد مطالعه را در نظر می گیرد. به هر حال، ساختار، تجزیه درونی وجود مادی است، نحوه وجود ماده.

سطوح ساختاری سازمان ماده بر اساس اصل یک هرم ساخته شده است: بالاترین سطوح از تعداد زیادی از سطوح پایین تشکیل شده است. مراتب پایین اساس وجود ماده است. بدون این سطوح، ساخت بیشتر "هرم ماده" غیرممکن است. سطوح بالاتر (پیچیده) از طریق تکامل شکل می گیرند - به تدریج از ساده به پیچیده حرکت می کنند. سطوح ساختاری ماده از مجموعه معینی از اشیاء از هر نوعی تشکیل می شوند و با روش خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شوند.

تمام اشیاء طبیعت زنده و بی جان را می توان در قالب سیستم های خاصی نشان داد که دارای ویژگی ها و ویژگی های خاصی هستند که سطح سازماندهی آنها را مشخص می کند. با در نظر گرفتن سطح سازمان، می توان سلسله مراتب ساختارهای سازماندهی اشیاء مادی با طبیعت جاندار و بی جان را در نظر گرفت. چنین سلسله مراتبی از ساختارها با ذرات بنیادی آغاز می شود که نشان دهنده سطح اولیه سازماندهی ماده هستند و به سازمان ها و جوامع زنده - بالاترین سطوح سازماندهی پایان می یابد.

مفهوم سطوح ساختاری ماده زنده شامل ایده های سیستماتیک و یکپارچگی آلی مرتبط موجودات زنده است. با این حال، تاریخ نظریه سیستم ها با درک مکانیکی از سازماندهی ماده زنده آغاز شد که بر اساس آن هر چیزی بالاتر به پایین تر کاهش یافت: فرآیندهای زندگی - به مجموعه ای از واکنش های فیزیکی و شیمیایی، و سازماندهی بدن - به برهمکنش مولکول ها، سلول ها، بافت ها، اندام ها و غیره

کتابشناسی - فهرست کتب

1. Danilova V.S. مفاهیم اساسی علوم طبیعی مدرن: Proc. کتابچه راهنمای دانشگاه ها - م.، 2000. - 256 ص.

2. نایدیش وی.م. مفاهیم علوم طبیعی مدرن: کتاب درسی ... ویرایش. دوم، تجدید نظر شده است و اضافی - م. آلفا-M; INFRA-M، 2004. - 622 ص.

3. رودروین جی.ای. مفاهیم علوم طبیعی مدرن: کتاب درسی برای دانشگاه ها. - م.، 2003. - 287 ص.

4. مفهوم علوم طبیعی مدرن: ویرایش. پروفسور S.I. Samygina، سری "کتاب های درسی و کمک آموزشی" - ویرایش 4، بازبینی شده. و اضافی – Rostov n/a: “Phoenix”.2003 -448c.

5. Dubnischeva T.Ya. مفهوم علوم طبیعی مدرن: کتاب درسی برای دانش آموزان. دانشگاه ها / چاپ ششم، تصحیح. و اضافی -M; مرکز انتشارات "آکادمی"، -20006.-608c.

مفهوم ماده (hyle) اولین بار در افلاطون یافت شد. ماده در درک او، بستر (ماده) معینی است که از کیفیتی برخوردار نیست، که از آن اجسام با اندازه ها و اشکال مختلف تشکیل می شود. بی شکل، نامعین، منفعل است. پس از آن، ماده، به عنوان یک قاعده، با یک ماده یا اتم خاص شناسایی شد. با توسعه علم و فلسفه، مفهوم ماده به تدریج ویژگی های انضمامی نفسانی خود را از دست می دهد و بیشتر و بیشتر انتزاعی می شود. در نظر گرفته شده است که تنوع بی‌نهایت هر چیزی را که واقعاً وجود دارد و قابل تقلیل به آگاهی نیست، بپذیرد.
در فلسفه دیالکتیکی ماتریالیستی، ماده به عنوان واقعیتی عینی تعریف می شود که به صورت محسوساتی به ما داده می شود و مستقل از آگاهی انسان وجود دارد و توسط آن منعکس می شود. این تعریف در ادبیات فلسفی مدرن روسیه پذیرفته شده است. ماده تنها جوهری است که وجود دارد. جاودانه و نامتناهی است، آفریده نشده و زوال ناپذیر، پایان ناپذیر و در حرکت دائمی، قادر به خودسازمانی و تأمل است. وجود دارد - causa sui، علت خود (ب. اسپینوزا). همه این خصوصیات (جوهریت، پایان ناپذیری، زوال ناپذیری، حرکت، ابدیت) از ماده جدایی ناپذیرند و از این رو صفات آن نامیده می شوند. از ماده جدا نشدنی اشکال آن - مکان و زمان - است.
ماده یک سازمان سیستم پیچیده است. طبق داده های علمی مدرن، دو سطح اساسی بزرگ را می توان در ساختار ماده متمایز کرد (اصل تقسیم وجود حیات است): ماده معدنی (طبیعت بی جان) و ماده آلی (طبیعت زنده).
طبیعت معدنی شامل سطوح ساختاری زیر است:
1. ذرات بنیادی کوچکترین ذرات ماده فیزیکی (فوتون، پروتون، نوترینو و...) هستند که هر کدام پادذره مخصوص به خود را دارند. در حال حاضر، بیش از 300 ذره بنیادی (از جمله پادذرات) شناخته شده است، از جمله به اصطلاح "ذرات مجازی" که در حالت های میانی برای مدت زمان بسیار کوتاهی وجود دارند. ویژگی بارز ذرات بنیادی
- توانایی تحولات متقابل
2. اتم کوچکترین ذره یک عنصر شیمیایی است که خواص خود را حفظ می کند. از یک هسته و یک پوسته الکترونی تشکیل شده است. هسته یک اتم از پروتون و نوترون تشکیل شده است.
3. عنصر شیمیایی مجموعه ای از اتم ها با بار هسته ای یکسان است. 107 عنصر شیمیایی شناخته شده وجود دارد (19 عنصر به طور مصنوعی) که تمام مواد موجود در طبیعت بی جان و زنده از آنها تشکیل شده است.
4. مولکول - کوچکترین ذره یک ماده که تمام آن را دارد خواص شیمیایی. متشکل از اتم هایی است که با پیوندهای شیمیایی به هم متصل شده اند.
5. سیارات پرجرم ترین اجرام منظومه شمسی هستند که در مدارهای بیضی شکل به دور خورشید حرکت می کنند.
6. سیستم های سیاره ای.
7. ستارگان توپ های گازی (پلاسما) درخشانی هستند، شبیه به خورشید: آنها حاوی بیشتر ماده کیهان هستند. آنها از یک محیط گاز-غبار (عمدتا از هیدروژن و هلیوم) تشکیل شده اند.
8. کهکشان ها منظومه های ستاره ای غول پیکر هستند، تا صدها میلیارد ستاره، به ویژه کهکشان ما (کهکشان راه شیری)، که بیش از 100 میلیارد ستاره دارد.
9. سیستم کهکشان ها.
طبیعت ارگانیک (زیست کره، زندگی) دارای سطوح زیر است (انواع خود سازماندهی):
1. سطح پیش سلولی - اسیدهای دسونوکلئیک، اسیدهای ریبونوکلئیک، پروتئین ها. دومی - مواد آلی با مولکولی بالا، ساخته شده از 20 اسید آمینه، (همراه با اسیدهای نوکلئیک) اساس فعالیت زندگی همه موجودات را تشکیل می دهد.
2. سلول یک سیستم زنده ابتدایی، اساس ساختار و فعالیت حیاتی همه گیاهان و جانوران است.
3. موجودات چند سلولی گیاهی و جانوری
- افراد یا مجموع آنها.
4. جمعیت - مجموعه ای از افراد از همان گونه که برای مدت طولانی فضای معینی را اشغال می کند و خود را در طول تعداد زیادی از نسل ها تکثیر می کند.
5. بیوسنوز - مجموعه ای از گیاهان، حیوانات و میکروارگانیسم هایی که در یک منطقه معین از زمین یا بدنه آبی ساکن هستند.
6. Biogeocenosis (اکوسیستم) - یک منطقه همگن از سطح زمین، یک مجموعه طبیعی واحد تشکیل شده توسط موجودات زنده و زیستگاه آنها.
بر اساس اندازه، ماده به سه سطح تقسیم می شود:
1. Macroworld - مجموعه ای از اشیاء که ابعاد آنها با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است: مقادیر مکانی در میلی متر، سانتی متر، کیلومتر و زمان - در ثانیه، دقیقه، ساعت، سال بیان می شود.
2. Microworld - دنیای ریز اجرام بسیار کوچک، غیر قابل مشاهده مستقیم، که بعد فضایی آن تا 10 (-8) - تا 16 (-16) سانتی متر و طول عمر از بینهایت تا 10 (-) محاسبه می شود. 24) ثانیه
3. مگاجهان دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی است که فاصله آن با سال نوری (و سرعت نور 3000000 کیلومتر بر ثانیه) و طول عمر اجرام فضایی با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.
این دیدگاه ماتریالیسم است. بر خلاف ماتریالیست ها، ایده آلیست ها ماده را به عنوان یک واقعیت عینی انکار می کنند. برای ایده آلیست های ذهنی (برکلی، ماخ)، ماده «مجموعه ای از محسوسات» است؛ برای ایده آلیست های عینی (افلاطون، هگل) محصول روح، «وجود دیگر» یک ایده است.
3. حرکت و اشکال اصلی آن. فضا و زمان.
در گسترده‌ترین مفهوم، حرکت در مورد ماده «تغییر به طور کلی» است؛ این حرکت شامل تمام تغییراتی است که در جهان رخ می‌دهد. ایده های مربوط به حرکت به عنوان تغییر در فلسفه باستان سرچشمه گرفته و در دو خط اصلی توسعه یافته است - ماتریالیستی و ایده آلیستی.
ایده آلیست ها حرکت را نه به عنوان تغییر در واقعیت عینی، بلکه به عنوان تغییر در ادراکات حسی، ایده ها و افکار می دانند. بنابراین، تلاش می شود تا حرکت بدون ماده را در نظر بگیریم. ماتریالیسم بر ماهیت اسنادی حرکت در رابطه با ماده (تجزیه ناپذیری آن از آن) و اولویت حرکت ماده در رابطه با تغییرات روح تأکید می کند. بنابراین، F. Bacon از این ایده دفاع کرد که ماده پر از فعالیت است و ارتباط نزدیکی با حرکت به عنوان ویژگی ذاتی آن دارد.
حرکت یک صفت، یک ویژگی جدایی ناپذیر از ماده است؛ آنها ارتباط نزدیکی دارند و بدون یکدیگر وجود ندارند. با این حال، در تاریخ معرفت سعی شده است این صفت از ماده جدا شود. بنابراین، حامیان "انرژی گرایی" - روندی در فلسفه و علوم طبیعی که در پایان قرن نوزدهم به وجود آمد. - اوایل قرن بیستم آنها سعی کردند همه پدیده های طبیعی را به تغییراتی در انرژی عاری از مبنای مادی تقلیل دهند، یعنی. برای جدا کردن حرکت (و انرژی یک معیار کمی کلی از اشکال مختلف حرکت ماده است) از ماده. انرژی به عنوان یک پدیده کاملاً معنوی تعبیر شد و این "ماده معنوی" به عنوان اساس هر چیزی که وجود دارد اعلام شد.
این مفهوم با قانون بقای تبدیل انرژی که بر اساس آن انرژی در طبیعت از هیچ به وجود نمی آید و ناپدید نمی شود، ناسازگار است. فقط می تواند از یک شکل به شکل دیگر تغییر کند. بنابراین حرکت از ماده نابود ناپذیر و جدایی ناپذیر است.
ماده ارتباط تنگاتنگی با حرکت دارد و در قالب اشکال خاص خود وجود دارد. اصلی ترین آنها عبارتند از: مکانیکی، فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و اجتماعی. این طبقه بندی اولین بار توسط F. Engels پیشنهاد شد، اما در حال حاضر دارای مشخصات و شفاف سازی خاصی است. بنابراین، امروزه نظراتی وجود دارد که اشکال مستقل حرکت عبارتند از زمین شناسی، محیطی، سیاره ای، کامپیوتری و غیره.
علم مدرن در حال توسعه این ایده است که حرکت مکانیکی با هیچ سطح ساختاری خاصی از سازماندهی ماده مرتبط نیست. این بیشتر یک جنبه، یک مقطع مشخص است که تعامل چندین سطح از این قبیل را مشخص می کند. همچنین تمایز بین حرکت مکانیکی کوانتومی، که برهمکنش ذرات بنیادی و اتم‌ها را مشخص می‌کند، و حرکت ماکرومکانیکی ماکروبدی‌ها ضروری است.
ایده های مربوط به شکل بیولوژیکی حرکت ماده به طور قابل توجهی غنی شده است. ایده ها در مورد حامل های مواد اولیه آن روشن شد. علاوه بر مولکول های پروتئین، اسیدهای DNA و RNA به عنوان حامل مولکولی حیات جدا شدند.
هنگام توصیف اشکال حرکت ماده و ارتباط متقابل آنها، باید موارد زیر را در نظر داشت:
1. هر فرم از نظر کیفی خاص است، اما همه آنها به طور ناگسستنی به هم مرتبط هستند و در شرایط مناسب می توانند ناگهان به رقیب تبدیل شوند.
2. اشکال ساده (پایین) اساس اشکال بالاتر و پیچیده تر است.
3. اشکال بالاتر حرکت شامل اشکال پایین تر به شکل تبدیل شده است. دومی در رابطه با شکل بالاتر، که قوانین خاص خود را دارد، ثانویه هستند.
4. تقلیل فرم های بالاتر به پایین تر غیرقابل قبول است. بنابراین، طرفداران مکانیسم (قرن XVII-XIX) سعی کردند تمام پدیده های طبیعت و جامعه را تنها با کمک قوانین مکانیک کلاسیک توضیح دهند. مکانیسم شکلی از تقلیل گرایی است که طبق آن اشکال بالاتر سازمان (مثلاً بیولوژیکی و اجتماعی) را می توان به پایین تر (مثلاً فیزیکی یا شیمیایی) تقلیل داد و فقط با قوانین سازمان دومی به طور کامل توضیح داد (مثلاً داروینیسم اجتماعی).
جنبش به عنوان "تغییر به طور کلی" نه تنها بر اساس اشکال اصلی آن، بلکه بر اساس انواع آن نیز تقسیم می شود. کمیت عبارت است از اطمینان بیرونی یک شی (اندازه، حجم، اندازه، سرعت و غیره).
این تغییری است که با یک شی اتفاق می‌افتد بدون اینکه به طور اساسی آن را تغییر دهد (مثلاً یک فرد در حال راه رفتن). کیفیت یک دگرگونی اساسی در ساختار درونی یک جسم، جوهر آن است (به عنوان مثال، عروسک پروانه، نان خمیر). نوع خاصی از حرکت توسعه است. توسعه به عنوان یک تغییر غیرقابل برگشت، پیش رونده، کمی و کیفی در یک شی یا پدیده (به عنوان مثال، زندگی انسان، حرکت تاریخ، توسعه علم) درک می شود. ممکن است یک پیچیدگی ساختار، افزایش سطح سازماندهی یک شی یا پدیده وجود داشته باشد که معمولاً به عنوان پیشرفت مشخص می شود. اگر حرکت در جهت مخالف رخ دهد - از فرم های کامل تر به اشکال کمتر کامل، پس این رگرسیون است. علم توسعه در شکل کامل خود دیالکتیک است.
فضا و زمان. فضا شکلی از وجود ماده است که میزان، ساختار، نظم همزیستی و کنار هم قرار گرفتن اشیای مادی را بیان می کند.
زمان شکلی از وجود ماده است که بیانگر مدت زمان وجود اشیاء مادی و توالی تغییراتی است که در اشیاء رخ می دهد.
زمان و مکان به شدت در هم تنیده شده اند. آنچه در فضا اتفاق می افتد به طور همزمان در زمان اتفاق می افتد و آنچه در زمان اتفاق می افتد در مکان اتفاق می افتد.
در تاریخ فلسفه و علم دو مفهوم اصلی مکان و زمان پدید آمده است:
1. مفهوم جوهری، فضا و زمان را موجودات مستقل خاصی می داند که در کنار و مستقل از اشیاء مادی وجود دارند. فضا به یک فضای خالی بی نهایت ("جعبه ای بدون دیوار") که شامل تمام اجسام بود، کاهش یافت و زمان به مدت "خالص" رسید. این ایده که به شکل کلی توسط دموکریتوس فرموله شد، نتیجه منطقی خود را در مفهوم فضا و زمان مطلق نیوتن دریافت کرد، که معتقد بود خواص آنها به ماهیت فرآیندهای مادی که در جهان رخ می دهد بستگی ندارد.
2. مفهوم رابطه‌ای، مکان و زمان را نه موجودات ویژه‌ای مستقل از ماده، بلکه صورت‌های وجود اشیا می‌داند و بدون این چیزها به خودی خود وجود ندارند (ارسطو، لایب‌نیتس، هگل).
مفاهیم جوهری و رابطه‌ای منحصراً با تفسیر ماتریالیستی یا ایده‌آلیستی از جهان مرتبط نیستند؛ هر دو بر اساس یک یا دیگری توسعه یافته‌اند. مفهوم ماتریالیستی دیالکتیکی فضا و زمان بود
در چارچوب رویکرد رابطه ای فرموله شده است.
مکان و زمان به عنوان صورت های وجود ماده، هم ویژگی های مشترک با خود دارند و هم ویژگی های مشخصه هر یک از این اشکال. خصوصیات جهانی آنها عبارتند از: عینیت و استقلال از آگاهی انسان، ارتباط ناگسستنی آنها با یکدیگر و با ماده متحرک، بی نهایت کمی و کیفی، ابدیت. فضا وسعت ماده، ساختار آن و تعامل عناصر در سیستم های مادی را مشخص می کند. برای وجود هر شیء مادی شرط ضروری است. فضای وجود واقعی سه بعدی، همگن و همسانگرد است. همگنی فضا با عدم وجود نقاط "انتخاب شده" در آن به هر طریقی همراه است. همسانگردی فضا به معنای برابری هر یک از جهات ممکن در آن است.
زمان وجود مادی را ابدی و در کلیت آن نابود ناپذیر توصیف می کند. زمان تک بعدی (از حال به آینده)، نامتقارن و برگشت ناپذیر است.
تجلی زمان و مکان در متفاوت است اشکال گوناگونبنابراین، اخیراً فضاها و زمان‌های زیست‌شناختی، روان‌شناختی، اجتماعی و غیره متمایز شده‌اند.
بنابراین، مثلاً زمان روانی با حالات روانی، نگرش ها و غیره او مرتبط است. زمان در یک موقعیت معین می تواند «آهسته شود» یا برعکس، «تسریع شود»؛ «پرواز» یا «کشش کند». این یک حس ذهنی از زمان است.
زمان بیولوژیکی با بیوریتم های موجودات زنده، با چرخه روز و شب، با فصول و چرخه های فعالیت خورشیدی مرتبط است. همچنین اعتقاد بر این است که فضاهای بیولوژیکی زیادی وجود دارد (به عنوان مثال، مناطق پراکنش ارگانیسم های خاص یا جمعیت آنها).
زمان اجتماعی که با توسعه بشریت و تاریخ همراه است نیز می تواند سرعت آن را تسریع و کند کند. این شتاب به ویژه در قرن بیستم در ارتباط با پیشرفت علمی و فناوری مشخص است. انقلاب علمی و فناوری به معنای واقعی کلمه فضای اجتماعی را فشرده کرد و گذر زمان را به طرز باورنکردنی تسریع کرد و ویژگی انفجاری به توسعه فرآیندهای اجتماعی-اقتصادی داد. این سیاره برای کل بشریت کوچک و تنگ شده است و زمان حرکت از یک سر به سر دیگر اکنون با ساعت اندازه گیری می شود که حتی در قرن گذشته به سادگی غیرقابل تصور بود.
در قرن بیستم بر اساس کشفیات در علوم طبیعی و دقیق، اختلاف این دو مفهوم حل شد. رابطه ای برنده شد. بنابراین، ن.لوباچفسکی در هندسه نااقلیدسی خود به این نتیجه رسید که خواص فضا همیشه و همه جا یکسان و بدون تغییر نیستند، بلکه بسته به کلی ترین ویژگی های ماده تغییر می کنند. طبق نظریه نسبیت
الف. انیشتین، خواص مکانی و زمانی اجسام به سرعت حرکت آنها (یعنی به شاخص های ماده) بستگی دارد. با نزدیک شدن سرعت بدن به سرعت نور در خلاء (300000 کیلومتر بر ثانیه) ابعاد فضایی در جهت حرکت کاهش می یابد و فرآیندهای زمانی در سیستم های سریع حرکت کند می شود. او همچنین ثابت کرد که زمان در نزدیکی اجرام پرجرم کند می شود، درست همانطور که در مرکز سیارات انجام می شود. این تأثیر هر چه جرم اجرام آسمانی بیشتر باشد بیشتر قابل توجه است.
بنابراین، تئوری نسبیت A. Einstein یک ارتباط غیرقابل تفکیک بین ماده، مکان و زمان را نشان داد.

در علوم طبیعی کلاسیک، و بالاتر از همه، در علوم طبیعی قرن گذشته، آموزه اصول سازماندهی ساختاری ماده توسط اتمیسم کلاسیک نشان داده شد. در مورد اتمیسم بود که تعمیمات نظری منشأ هر یک از علوم بسته شد. ایده های اتمیسم به عنوان پایه ای برای سنتز دانش و تکیه گاه اصلی آن عمل کردند. امروزه، تحت تأثیر توسعه سریع همه حوزه های علوم طبیعی، اتمیسم کلاسیک دستخوش دگرگونی های شدیدی می شود. مهم ترین و گسترده ترین تغییرات در ایده های ما در مورد اصول سازماندهی ساختاری ماده، تغییراتی است که در توسعه فعلی مفاهیم سیستم بیان می شود.

طرح کلی ساختار پله سلسله مراتبی ماده، که با تشخیص وجود سطوح نسبتاً مستقل و پایدار، نقاط گرهی در یک سری از تقسیمات ماده مرتبط است، نیرو و معنای اکتشافی خود را حفظ می کند. طبق این طرح، اشیاء گسسته از سطح خاصی از ماده، با ورود به فعل و انفعالات خاص، به عنوان موارد اولیه در شکل گیری و توسعه انواع اساساً جدید از اشیاء با خواص و اشکال مختلف تعامل عمل می کنند. در عین حال، ثبات و استقلال بیشتر اشیاء اولیه و نسبتاً ابتدایی، خصوصیات، روابط و الگوهای تکراری و پایدار اشیاء سطح بالاتر را تعیین می کند. این موقعیت برای سیستم هایی با ماهیت متفاوت یکسان است.

ساختارمندی و سازماندهی سیستمی ماده از مهمترین صفات آن است که بیانگر نظم وجود ماده و اشکال خاصی است که در آن ظاهر می شود.

ساختار ماده معمولاً به عنوان ساختار آن در جهان کلان درک می شود، یعنی. وجود به شکل مولکول، اتم، ذرات بنیادی و غیره. این امر به این دلیل است که انسان موجودی ماکروسکوپیک است و مقیاس های کلان برای او آشناست، بنابراین مفهوم ساختار معمولاً با اشیاء خرد مختلف همراه است.

اما اگر ماده را به عنوان یک کل در نظر بگیریم، آنگاه مفهوم ساختار ماده اجسام ماکروسکوپی، همه سیستم‌های کیهانی ابرجهان، و در هر مقیاس فضا-زمانی خودسرانه بزرگ را نیز در بر می‌گیرد. از این منظر، مفهوم "ساختار" در این واقعیت متجلی می شود که در قالب یک تنوع بی نهایت از سیستم های یکپارچه، به هم پیوسته نزدیک، و همچنین در نظم ساختار هر سیستم وجود دارد. چنین ساختاری از نظر کمی و کیفی بی نهایت است.

مظاهر بی نهایت ساختاری ماده عبارتند از:

- پایان ناپذیری اشیاء و فرآیندهای دنیای خرد.

- بی نهایت مکان و زمان؛

- بی نهایت تغییرات و توسعه فرآیندها.

از بین انواع اشکال واقعیت عینی، فقط منطقه محدود جهان مادی همیشه از نظر تجربی قابل دسترسی است که اکنون در مقیاسی از 10 -15 تا 10 28 سانتی متر و در زمان - تا 2 × 10 9 سال گسترش می یابد.

ساختار و سازماندهی سیستمی ماده از مهمترین ویژگیهای آن است. آنها نظم و ترتیب وجود ماده و آن اشکال خاصی را که در آنها ظاهر می شود بیان می کنند.

جهان مادی یکی است: منظور ما این است که همه اجزای آن - از جماد گرفته تا موجودات زنده، از اجرام آسمانی تا انسان به عنوان عضوی از جامعه - به نحوی به هم متصل هستند.

سیستم چیزی است که به روشی خاص به هم مرتبط است و تابع قوانین مربوطه است.

نظم یک مجموعه به معنای وجود روابط منظم بین عناصر سیستم است که خود را در قالب قوانین سازمان ساختاری نشان می دهد. همه سیستم های طبیعی دارای نظم درونی هستند که در نتیجه تعامل اجسام و رشد طبیعی ماده بوجود می آیند. خارجی برای سیستم های مصنوعی ایجاد شده توسط انسان معمول است: فنی، تولیدی، مفهومی و غیره.

سطوح ساختاری ماده از مجموعه خاصی از اشیاء از هر طبقه تشکیل می شود و با نوع خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شود.

معیارهای شناسایی سطوح مختلف ساختاری به شرح زیر است:

- مقیاس های فضایی و زمانی؛

- مجموعه ای از خواص ضروری؛

- قوانین خاص حرکت؛

- درجه پیچیدگی نسبی ناشی از فرآیند توسعه تاریخی ماده در یک منطقه معین از جهان؛

- برخی علائم دیگر

سطوح ساختاری شناخته شده فعلی ماده را می توان با توجه به ویژگی های فوق به مناطق زیر طبقه بندی کرد.

1. دنیای کوچک. این شامل:

- ذرات بنیادی و هسته های اتمی - مساحت 10 تا 15 سانتی متر؛

– اتم ها و مولکول ها 10 – 8 - 10 – 7 سانتی متر.

ریزجهان مولکول‌ها، اتم‌ها، ذرات بنیادی است - دنیای ریز اجرام بسیار کوچک و غیرقابل مشاهده مستقیم، که تنوع فضایی آن‌ها از 10-8 تا 10-16 سانتی‌متر محاسبه می‌شود و طول عمر آن از بینهایت تا 10-24 است. س

2. Macroworld: اجسام ماکروسکوپی 10 –6 -10 7 cm.

دنیای ماکرو، دنیای اشکال و مقادیر پایدار متناسب با انسان، و همچنین مجتمع‌های کریستالی مولکول‌ها، موجودات، اجتماعات موجودات است. دنیای اجسام کلان که ابعاد آن با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است: مقادیر مکانی در میلی متر، سانتی متر و کیلومتر و زمان - در ثانیه، دقیقه، ساعت، سال بیان می شود.

مگاجهان سیارات، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، فرا کهکشان ها است - دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، که فاصله آن در سال نوری اندازه گیری می شود، و طول عمر اجرام فضایی با میلیون ها و میلیاردها سال اندازه گیری می شود.

و اگرچه این سطوح قوانین خاص خود را دارند، جهان های خرد، کلان و مگا به شدت به هم مرتبط هستند.

3. Megaworld: سیستم های فضایی و مقیاس های نامحدود تا 1028 سانتی متر.

سطوح مختلف ماده با انواع مختلفی از اتصالات مشخص می شود.

در مقیاس های 10-13 سانتی متری برهمکنش های قوی وجود دارد، یکپارچگی هسته توسط نیروهای هسته ای تضمین می شود.


یکپارچگی اتم ها، مولکول ها و ماکروبدی ها توسط نیروهای الکترومغناطیسی تضمین می شود.


در مقیاس کیهانی - نیروهای گرانشی.


با افزایش اندازه اجسام، انرژی تعامل کاهش می یابد. اگر انرژی برهمکنش گرانشی را به عنوان واحد در نظر بگیریم، برهمکنش الکترومغناطیسی در یک اتم 1039 برابر بیشتر و برهمکنش بین نوکلئون ها - ذرات تشکیل دهنده هسته - 1041 برابر بیشتر خواهد بود. هرچه اندازه سیستم های مواد کوچکتر باشد، عناصر آنها محکم تر به هم متصل می شوند.


تقسیم ماده به سطوح ساختاری نسبی است. در مقیاس‌های فضا-زمان موجود، ساختار ماده در سازماندهی سیستمی آن، وجود به شکل انبوهی از سیستم‌های متقابل سلسله مراتبی، از ذرات بنیادی گرفته تا متاکهکشان، آشکار می‌شود.


در مورد ساختارگرایی - تجزیه درونی وجود مادی، می توان خاطرنشان کرد که هر چقدر هم که دامنه جهان بینی علم گسترده باشد، ارتباط نزدیکی با کشف بیشتر و بیشتر تشکل های ساختاری جدید دارد. به عنوان مثال، اگر قبلاً دیدگاه جهان به کهکشان محدود می شد، سپس به سیستمی از کهکشان ها گسترش می یافت، اکنون متا کهکشان به عنوان یک سیستم خاص با قوانین خاص، فعل و انفعالات داخلی و خارجی مورد مطالعه قرار می گیرد.


در علم مدرن، روش تحلیل ساختاری به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد که ماهیت سیستماتیک اشیاء مورد مطالعه را در نظر می گیرد. به هر حال، ساختار، تجزیه درونی وجود مادی است، نحوه وجود ماده. سطوح ساختاری ماده از مجموعه خاصی از اشیاء از هر نوع تشکیل می شوند و با روش خاصی از تعامل بین عناصر تشکیل دهنده آنها مشخص می شوند؛ در رابطه با سه حوزه اصلی واقعیت عینی، این سطوح به این شکل هستند (جدول 1).


جدول 1 - سطوح ساختاری ماده


طبیعت غیر آلی	طبیعت زنده	جامعه
زیر میکروبنی	ماکرومولکولی بیولوژیکی	شخصی
خرد ابتدایی	سلولی	خانواده
اتمی	میکروارگانیک	تیم ها
اتمی	اندام ها و بافت ها	گروه های اجتماعی بزرگ (طبقات، ملت ها)
مولکولی	بدن به عنوان یک کل	دولت (جامعه مدنی)
سطح کلان	جمعیت ها	سیستم های دولتی
سطح مگا (سیاره ها، منظومه های ستاره ای سیاره ای، کهکشان ها)	بیوسنوز	انسانیت در کل
سطح مگا (متا کهکشان ها)	بیوسفر	نووسفر

هر یک از حوزه های واقعیت عینی شامل تعدادی سطوح ساختاری به هم پیوسته است. در این سطوح، روابط هماهنگی غالب است و بین سطوح، روابط تبعی غالب است.


مطالعه سیستماتیک اشیاء مادی نه تنها مستلزم ایجاد راه‌هایی برای توصیف روابط، پیوندها و ساختار بسیاری از عناصر است، بلکه شامل شناسایی عناصری از آنها است که سیستم‌ساز هستند، یعنی. عملکرد جداگانه و توسعه سیستم را تضمین کنید. یک رویکرد سیستماتیک به تشکیلات مادی، امکان درک سیستم مورد نظر در سطح بالاتر را پیش‌فرض می‌گیرد. سیستم معمولاً با یک ساختار سلسله مراتبی مشخص می شود، به عنوان مثال. گنجاندن متوالی یک سیستم سطح پایین تر به یک سیستم سطح بالاتر.


بنابراین، ساختار ماده در سطح طبیعت بی‌جان (غیر آلی) شامل ذرات بنیادی، اتم‌ها، مولکول‌ها (اجرای ریزجهان، کلان بدن‌ها و اجرام مگا‌جهان: سیارات، کهکشان‌ها، منظومه‌های فراکهکشانی و غیره) است. یک متا کهکشان اغلب با کل کیهان شناسایی می شود، اما جهان به معنای بسیار گسترده کلمه درک می شود؛ آن با کل جهان مادی و ماده متحرک یکسان است، که می تواند شامل بسیاری از فرا کهکشان ها و سایر سیستم های کیهانی باشد.


حیات وحش نیز ساختاری دارد. سطح بیولوژیکی و سطح اجتماعی را متمایز می کند. سطح بیولوژیکی شامل سطوح فرعی است:


- ماکرومولکول ها (اسیدهای نوکلئیک، DNA، RNA، پروتئین ها)؛


- سطح سلولی؛


- میکروارگانیک (جانداران تک سلولی)؛


- اندام ها و بافت های بدن به عنوان یک کل؛


- جمعیت؛


- بیوسنوتیک؛


- زیست کره


مفاهیم اصلی این سطح در سه زیرسطح آخر مفاهیم بیوتوپ، بیوسنوز، بیوسفر است که نیاز به توضیح دارد.


بیوتوپ مجموعه ای (جامعه) از افراد یک گونه (مثلاً دسته ای از گرگ ها) است که می توانند با هم آمیخته شوند و نوع (جمعیت) خود را تکثیر کنند.


بیوسنوز مجموعه‌ای از جمعیت‌های موجودات است که در آن مواد زائد برخی از آن‌ها شرایطی برای وجود موجودات دیگر ساکن در منطقه‌ای از خشکی یا آب است.


بیوسفر یک سیستم جهانی حیات است، آن بخش از محیط جغرافیایی (قسمت پایین جو، قسمت بالایی لیتوسفر و هیدروسفر) که زیستگاه موجودات زنده است و شرایط لازم برای بقای آنها (دما، خاک، و غیره)، در نتیجه برهم کنش بیوسنوزها تشکیل شده است.


اساس کلی زندگی در سطح بیولوژیکی - متابولیسم آلی (تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با محیط) - در هر یک از سطوح فرعی مشخص شده ظاهر می شود:


- در سطح موجودات، متابولیسم به معنای جذب و غیر همسان سازی از طریق دگرگونی های درون سلولی است.


- در سطح اکوسیستم ها (بیوسنوز)، شامل زنجیره ای از دگرگونی های یک ماده است که در ابتدا توسط ارگانیسم های تولید کننده از طریق موجودات مصرف کننده و موجودات تخریب کننده متعلق به گونه های مختلف جذب شده است.


- در سطح بیوسفر، گردش جهانی ماده و انرژی با مشارکت مستقیم عوامل در مقیاس کیهانی رخ می دهد.


در مرحله خاصی از توسعه بیوسفر، جمعیت های خاصی از موجودات زنده بوجود می آیند که به لطف توانایی آنها در کار، سطح منحصر به فردی را تشکیل می دهند - اجتماعی. واقعیت اجتماعی در بعد ساختاری به سطوح فرعی تقسیم می شود: افراد، خانواده ها، تیم های مختلف (صنعتی)، گروه های اجتماعی و غیره.


سطح ساختاری فعالیت اجتماعی در روابط خطی مبهم با یکدیگر است (مثلاً سطح ملت ها و سطح دولت ها). در هم تنیدگی سطوح مختلف در جامعه، ایده تسلط شانس و هرج و مرج در فعالیت های اجتماعی را به وجود می آورد. اما یک تحلیل دقیق وجود ساختارهای اساسی را در آن آشکار می کند - حوزه های اصلی زندگی اجتماعی که حوزه های مادی و تولیدی، اجتماعی، سیاسی، معنوی هستند که قوانین و ساختارهای خاص خود را دارند. همه آنها، به معنای خاصی، در ساختار اجتماعی-اقتصادی تابع هستند، عمیقاً ساختار یافته و وحدت ژنتیکی توسعه اجتماعی را به عنوان یک کل تعیین می کنند.


بنابراین، هر یک از سه حوزه واقعیت مادی از تعدادی سطوح ساختاری خاص تشکیل شده است که در یک منطقه خاص از واقعیت به ترتیب دقیق هستند.


انتقال از یک منطقه به منطقه دیگر با پیچیدگی و افزایش تعداد عوامل تشکیل شده است که یکپارچگی سیستم ها را تضمین می کند. در هر یک از سطوح ساختاری روابط فرعی وجود دارد (سطح مولکولی شامل سطح اتمی است و نه برعکس). الگوهای سطوح جدید به الگوهای سطوحی که بر اساس آنها پدید آمده اند تقلیل ناپذیرند و برای سطح معینی از سازماندهی ماده پیشرو هستند. سازمان ساختاری، یعنی نظام مندی راه وجود ماده است.


2. سه "تصویر" از زیست شناسی. زیست شناسی سنتی یا طبیعی


ما همچنین می‌توانیم در مورد سه جهت اصلی زیست‌شناسی یا، به بیان مجازی، سه تصویر از زیست‌شناسی صحبت کنیم:


1. زیست شناسی سنتی یا طبیعت گرایانه. هدف مطالعه آن طبیعت زنده در حالت طبیعی و یکپارچگی تفکیک ناپذیر آن است - همانطور که اراسموس داروین آن را "معبد طبیعت" نامیده است. خاستگاه زیست شناسی سنتی به قرون وسطی باز می گردد، اگرچه کاملاً طبیعی است که در اینجا آثار ارسطو را به یاد بیاوریم که مسائل زیست شناسی، پیشرفت بیولوژیکی را در نظر گرفت و سعی کرد موجودات زنده را نظام مند کند ("نردبان طبیعت"). شکل گیری زیست شناسی به یک علم مستقل - زیست شناسی طبیعت گرایانه - به قرن 18 و 19 برمی گردد. اولین مرحله زیست شناسی طبیعت گرایانه با ایجاد طبقه بندی حیوانات و گیاهان مشخص شد. اینها شامل طبقه بندی معروف C. Linnaeus (1707 - 1778) است که یک سیستم بندی سنتی از جهان گیاهی است و همچنین طبقه بندی J.-B. لامارک، که رویکردی تکاملی را در طبقه بندی گیاهان و جانوران به کار برد. زیست شناسی سنتی حتی امروزه نیز اهمیت خود را از دست نداده است. آنها به عنوان مدرک، جایگاه اکولوژی را در میان علوم زیستی و همچنین در سراسر علوم طبیعی ذکر می کنند. جایگاه و اقتدار آن در حال حاضر بسیار بالا است و اساساً مبتنی بر اصول زیست شناسی سنتی است، زیرا روابط موجودات را با یکدیگر (عوامل زیستی) و با محیط (عوامل غیر زنده) مطالعه می کند.


2. زیست شناسی کاربردی-شیمیایی، منعکس کننده همگرایی زیست شناسی با علوم دقیق فیزیکی و شیمیایی. یکی از ویژگی های زیست شناسی فیزیکوشیمیایی استفاده گسترده از روش های تجربی است که امکان مطالعه مواد زنده را در سطوح زیر میکروسکوپی، فوق مولکولی و مولکولی فراهم می کند. یکی از مهم‌ترین بخش‌های زیست‌شناسی فیزیکی و شیمیایی، زیست‌شناسی مولکولی است - علمی که ساختار ماکرومولکول‌هایی را که زیربنای ماده زنده هستند، مطالعه می‌کند. زیست شناسی اغلب یکی از علوم پیشرو قرن بیست و یکم نامیده می شود.


مهمترین روشهای آزمایشی مورد استفاده در زیست شناسی فیزیکوشیمیایی شامل روش اتمهای نشاندار (رادیواکتیو)، روشهای آنالیز پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی، روشهای شکنش (به عنوان مثال جداسازی اسیدهای آمینه مختلف)، استفاده از رایانه و غیره است.


3. زیست شناسی تکاملی. این شاخه از زیست شناسی به مطالعه الگوهای رشد تاریخی موجودات می پردازد. در حال حاضر، مفهوم تکامل گرایی در واقع به بستری تبدیل شده است که ترکیبی از دانش ناهمگون و تخصصی روی آن صورت می گیرد. اساس زیست شناسی تکاملی مدرن نظریه داروین است. همچنین جالب است که داروین در زمان خود موفق به شناسایی چنین حقایق و الگوهایی شده است که دارای اهمیت جهانی هستند، یعنی. نظریه ایجاد شده توسط او برای توضیح پدیده هایی که نه تنها در طبیعت زنده، بلکه در طبیعت بی جان رخ می دهد، قابل استفاده است. در حال حاضر، رویکرد تکاملی توسط همه علوم طبیعی اتخاذ شده است. در عین حال، زیست شناسی تکاملی یک حوزه دانش مستقل است که مشکلات، روش های تحقیق و چشم انداز توسعه خاص خود را دارد.


در حال حاضر، تلاش هایی برای ترکیب این سه جهت ("تصاویر") زیست شناسی و تشکیل یک رشته مستقل - زیست شناسی نظری در حال انجام است.


4. زیست شناسی نظری. هدف زیست شناسی نظری درک اساسی ترین و کلی ترین اصول، قوانین و ویژگی های زیربنایی ماده زنده است. در اینجا، مطالعات مختلف نظرات متفاوتی را در مورد این سؤال مطرح می کنند که چه چیزی باید پایه زیست شناسی نظری شود. بیایید به برخی از آنها نگاه کنیم:


بدیهیات زیست شناسی. B.M. مدنیکوف، نظریه‌پرداز و آزمایش‌گر برجسته، 4 اصل را استخراج کرد که زندگی را مشخص می‌کند و آن را از «غیر زندگی» متمایز می‌کند.


اصل 1. همه موجودات زنده باید از یک فنوتیپ و یک برنامه برای ساخت آن (ژنوتیپ) تشکیل شده باشند که از نسلی به نسل دیگر به ارث می رسد. این ساختار نیست که به ارث می رسد، بلکه شرح ساختار و دستورالعمل های ساخت آن است. زندگی بر اساس تنها یک ژنوتیپ یا یک فنوتیپ غیرممکن است، زیرا در این مورد، اطمینان از بازتولید خود ساختار یا خود نگهداری آن غیرممکن است. (D. Neumann, N. Wiener).


اصل 2. برنامه های ژنتیکی دوباره بوجود نمی آیند، بلکه به صورت ماتریسی تکرار می شوند. ژن نسل قبل به عنوان ماتریسی که ژن نسل آینده بر روی آن ساخته می شود استفاده می شود. زندگی یک کپی ماتریسی است که به دنبال آن نسخه‌ها را خود مونتاژ می‌کند (N.K. Koltsov).


اصل 3. در فرآیند انتقال از نسلی به نسل دیگر، برنامه های ژنتیکی در نتیجه دلایل بسیاری به طور تصادفی و غیر جهت دار تغییر می کنند و تنها به طور اتفاقی این تغییرات تطبیقی ​​می شود. انتخاب تغییرات تصادفی نه تنها اساس تکامل زندگی است، بلکه دلیل شکل‌گیری آن است، زیرا انتخاب بدون جهش عمل نمی‌کند.


اصل 4.
در فرآیند تشکیل فنوتیپ، تغییرات تصادفی در برنامه های ژنتیکی چند برابر می شود که انتخاب آنها توسط عوامل محیطی امکان پذیر می شود. با توجه به افزایش تغییرات تصادفی در فنوتیپ ها، تکامل طبیعت زنده اساساً غیرقابل پیش بینی است (N.V. Timofeev-Resovsky).


E.S. بائر (1935) اصل عدم تعادل پایدار سیستم های زنده را به عنوان ویژگی اصلی زندگی مطرح کرد.


L. Bertalanffy (1932) اجسام بیولوژیکی را به عنوان سیستم های باز در حالت تعادل پویا در نظر گرفت.


E. Schrödinger (1945)، B.P. آستاورها ایجاد زیست شناسی نظری را در تصویری از فیزیک نظری تصور می کردند.


اس. لم (1968) یک تفسیر سایبرنتیکی از زندگی ارائه کرد.


5. الف. مالینوفسکی (1960) روش های ریاضی و سیستمی را به عنوان پایه ای برای زیست شناسی نظری پیشنهاد کرد.