Парадигма многоуровневой организации материи как естественная основа классификации наук в зависимости от положения в системе Мироздания исследуемых ими материальных объектов

«Материя первична, сознание вторично» Материалистическая аксиома

Систематизируя общую картину окружающего нас сверху и снизу материального Мира на основе достижений астрономии, географии, геологии, биологии, химии, физики и т.д. в настоящее время в порядке упрощения структурной организации материальных объектов изучаемых в них в системе Мироздания, обычно выделяют мегамир, макромир и микромир. Рассмотрим особенности этих миров:

  • ? Мегамир - мир объектов космоса, в котором в качестве элементов существуют и материальные тела (планеты, звезды, созвездия, галактики и т.д.), когда расстояние измеряется световыми годами (или размерами порядка 107-10ь м), а время жизни - миллионами и миллиардами лет;
  • ? Макромир характеризуется объектами, размер которых соизмерим с масштабами человеческого опыта в виде геосистем (горы, впадины и т.д.), минеральных образований и биосистем (человек, животный мир Земли и т.д.)- Размеры этих объектов обычно выражаются в миллиметрах (10' ’см и более), сантиметрах и километрах (104 м или 10 км - пример, гора Эверест) с общим диапазоном порядка 107- 10'5 м (пример объекта размером 10'4 м - песчинка), а время жизни - в секундах, минутах, часах, годах, столетиях и тысячелетиях;
  • ? Микромир, характеризуется предельно малыми, непосредственно не наблюдаемыми дискретными микрообъектами, пространственная размерность которых исчисляется от 10'5 до 10'14 (10'21) м, а время жизни - от бесконечности до 10'24сек.

Фактически согласно существующей классификации - микромир это уровень, в котором реально соседствуют индивидуальные физические (протон - 10'15м, атом - Ю'10м), химические (молекула - 10'8—10'9 м) и биологические (вирус - 10'7—10'6 м и клетка крови - 10'5м) вещества или уровни структурной организации вещественной материи. Однако их характеристики как индивидуальных веществ (или замкнутых материальных систем) в среднем настолько отличны (масса, энергия и природа связи структурных элементов, тип структуры и свойств) друг от друга, что имеет смысл рассматривать их как особые фундаментальные уровни структурной организации вещественной материи.

Понимание фундаментальной индивидуальности и отличий этих веществ (или уровней организации вещественной материи) друг от друга в плане специфики природы связи между элементами их образующими, особенностей их структуры и свойств, разнице в массово-энергетических характеристиках этих объектов и так далее привело к попытке совершенствования существующей классификации. Одним из вариантов совершенствования данной классификации строения материи является, по мнению автора данной работы [4], возможность и необходимость выделения на уровне микромира в качестве индивидуальных следующих подуровней:

  • ? мир ультрамикрофизических объектов (веществ) - элементарных частиц;
  • ? мир микрофизических объектов (веществ) - атомов;
  • ? мир химических объектов (веществ) - химических соединений (молекулярных - преимущественно ковалентных и немолекулярных - преимущественно ионных и металлических) и производный ему более частный уровень «макрофизических» или надмолекулярных («субмолекулярных» или «супрамолекулярных») макрохимических объектов (веществ), т.е. агрегатов и ассоциатов индивидуальных химических молекулярных соединений вплоть до предбиологического уровня;
  • ? мир биологических объектов (веществ).

Строго говоря, мир биологических объектов представляет собой особый уровень организации вещественной материи, характеризуемый собственной внутренней классификацией структурных уровней биосистем, который можно рассматривать как специфическое вещественное ответвление в виде живой природной материи, охватывающее как часть микромира (клетка и т.д.), так и часть макромира (люди, животные, рыбы, птицы и т.д.).

Кроме того, логично дополнить существующую в современных концепциях естествознания трехуровневую классификацию (мега-, макро- и микро-) строения материи четвёртым фундаментальным уровнем:

? ультрамикромир, характеризуемый существованием материи в виде особой индивидуальной формы - поля («пустоты»), когда энергетические характеристики превуалируют над массовыми таким образом, что материя характеризуется прежде всего волновыми свойствами, непрерывностью и т.д. Этот мир наименее изучен в естествознании в силу его труднодоступности для классических методов исследования материи, ввиду её естественной направленности прежде всего на вещественные формы материи Земли. Если пофантазировать, то именно здесь, в этом особом мире материи, можно найти ответ на вопросы об аномальных и мистических явлениях природы, НЛО (UFO). Однако направленное изучение кварков, фотона (не имеющего массы покоя), виртуальных частиц - переносчиков (не фиксируемых детектором) и т.д., со временем позволит нам глубже понять основополагающие законы ультрамикромира. И изучить свойства его материальных объектов, существующих в виде поля, и определить их влияние на материальные объекты других уровней или миров, а соответственно, и их взаимосвязь.

Общая классификация, характеристика и взаимосвязь форм существования материи и уровней организации (строения) вещества и материальных тел, приведена на рис. 2.6. Структура и свойства индивидуальных материальных объектов в этих мирах имеет свою фундаментальную специфичность. Очевидно в целом, они тесно взаимосвязаны. Причем переход с более низшего на более высокий уровень, сопровождается, в той или иной мере «поглощением» индивидуальности материального объекта низшего уровня объектом более высшего уровня. То есть в системе Мироздания по мере количественного накопления массы материального объекта, в определенном интервале периодически происходит качественный скачек, определяющий образование качественно новой (замкнутой) материальной системы, характеризуемой появлением качественно новых свойств. Например, это демонстрируют данные, представленные в табл.2.3 и рис. 2.4. - 2.8. В общем виде (рис.

2.6), в условиях Земли с увеличением размера (массы, т) материальных объектов и, соответственно, с уменьшением энергии внутриуровневого взаимо действия структурных элементов (Е) соответствующего уровня, имеет место уменьшение их волновых свойств (X), потенции к движению с более высокими скоростями (V), понижению остаточной (поверхностной) энергии и т.д. В результате, логично имеет место и понижение реакционной способности (Р.С.) и увеличение времени жизни этих частиц (т) в н.у. Земли в виде индивидуальных объектов. Например, это очевидно прослеживается (смотри выше) в ряду частиц вещества: элементарная - атомная - молекулярная - надмолекулярная.

В результате на рисунке 2.6 представлена парадигма многоуровневой организации (строения) материи (в виде поля, вещества и их разновидностей, материальных тел) и окружающего нас материального Мира в целом в виде ультрамикро-, микро-, макро- и мегамиров, показывающая его фундаментальное интегральное единство в целом и межуровневое дифференциальное отличие.

Расположение материальных объектов (полей, индивидуальных веществ и материальных тел) по их размеру, в разветвленном на уровне химического вещества варианте единой системы Мироздания, приведено на рис. 2.7.

Таким образом, на рис. 2.7 приведена общая классификация материальных объектов по их размеру (d) в макросистеме Мироздания, сформировавшаяся к началу XXI века. Причем следует понимать, что каждый уровень структурной организации материальных объектов должен объединяться в свою фундаментальную материальную микросистему, подобно Периодической системе атомов Д.И. Менделеева. Отметим, что при переходе от ультра- миромира к мегамиру с ростом массы имеет место преобразование и усложнение «низших» форм существования материи с их поглощением (но с различной степенью потери индивидуальности, смотри разд.2.5) более высокими с образованием следующего ряда материальных объектов: поля—» вещества (элементарные, атомарные, химические, физические и т.д.) —» материальные тела.

Замкнутый вариант системы Мироздания, демонстрирующий бесконечность Вселенной приведен на рис. 2.8. Причем непрерывность опирается на понимании постепенного роста соизмеримости размеров внутреннего пространства дискретных форм существования вещества и материальных тел при переходе от микро-, макро- и мегамирам с бесконечностью полей ультрамикромира на границе последних миров Мироздания. То есть на этой границе дискретные материальные объекты (вещества и материальные тела) начинают трансформироваться в непрерывные - континуальные формы существования материи. Место химических веществ или соединений в системе Мироздания также четко определено (рис. 2.6-2.8).

Классификация форм существования материи (I, II) и уровней организации вещества и материальных тел (по О.С. Сироткину, 1998-2014), а также общий характер изменения их фундаментальных характеристик

Рис. 2.6. Классификация форм существования материи (I, II) и уровней организации вещества и материальных тел (по О.С. Сироткину, 1998-2014), а также общий характер изменения их фундаментальных характеристик: энергии внутриструктурной организации Е, массы т и размера объекта R (где то - масса покоя), скорости движения V, длины волны А.(Ч'), реакционной способности Р.С. и времени жизни объекта т при нормальных условиях (н.у.) в рамках единой парадигмы многоуровневой организации материи и Мироздания

Система Мироздания как совокупность разных уровней структурной организации материальных объектов

Рис. 2.7. Система Мироздания как совокупность разных уровней структурной организации материальных объектов (полей, веществ и материальных тел), где d измеряется в метрах (м) (по О.С. Сироткину, разветвленный вариант 2009)

Бесконечность Мироздания как совокупность разных уровней структурной организации материальных объектов (замкнутый вариант 2011 г., по О. С. Сироткину)

Рис. 2.8. Бесконечность Мироздания как совокупность разных уровней структурной организации материальных объектов (замкнутый вариант 2011 г., по О. С. Сироткину)

Изучение фундаментальных основ материального единства этого бесконечного мира, а также различий и взаимосвязи форм и уровней или объектов его составляющих и является основной задачей современной концепции естествознания. При этом необходима градация законов и закономерностей на единые или универсальные (интегральные) для вещества и материи в целом и дифференциальные, т.е. работающие лишь в рамках соответствующего уровня организации материи. В результате в рамках рассмотренной выше системы Мироздания, например, фундаментальный периодический закон Д.И. Менделеева, очевидно, относиться «лишь» к атомарным физическим веществам, а не к химическим, биологическим и тем более к планетарным материальным телам. То есть этот закон является дифференциальным и применим к атомам.

К интегральным же законам, работающим для всех материальных уровней системы Мироздания, следует отнести такие законы как переход количества в новое качество при переходе от одного уровня этой системы, который может быть представлен как всеобщий закон Мироздания. Определение этого закона естествознания должно опираться на универсальный и одновременно фундаментальный закон сохранения массы-энергии (формула 2.3) и может быть сформулировано следующим образом. Он гласит, что при переходе от низших к высшим формам структурной организации материи в системе Мироздания закономерно увеличивается их масса и уменьшается удельная энергия (или энергия взаимодействия элементов), определяя периодичность качественного скачкообразного превращения одного материального уровня или подуровня в другой при переходе в ряду от улыпрамикро- к микро-, макро- и мегамирам и наоборот.

В свою очередь, естественные науки в рамках данной парадигмы, опираясь на конкретный уровень организации вещественной материи в качестве своего главного фундаментального объекта исследования, получают возможность большей конкретизации предмета своей науки. Этот фундаментальный вывод об естественной классификации таких наук об окружающей нас Природе или Мироздании в целом, как химия, физика, биология, геология, астрономия и т.д. на базе рассмотренной выше парадигмы многоуровневой организации, материи и системы Мироздания, представляется сегодня достаточно логичным и перспективным в плане уточнения предмета ряда традиционных естественных наук. Следует вспомнить, что согласно идеям немецкого химика Ф.А. Кекуле (1829-1896) об иерархии естественных наук, было предложены четыре основных последовательных ступени (уровня): механика, физика, химия, биология. На рисунке 2.9 эти науки упорядочены по времени их последовательного формирования (Т) и по условной сложности или организованности материала науки (М). Совпадение результатов по классификации основных естественных наук на основе подходов Ф.А. Кекуле с результатами на основе рассмотренной выше парадигмы многоуровневой организации материи и системы Мироздания (рис. 2.7 т 2.8), достаточно очевидны.

Иерархия основных естественных наук, по Кекуле (~1860г)

Рис. 2.9. Иерархия основных естественных наук, по Кекуле (~1860г)

В результате на рис. 2.10 приведен пример естественной универсальной классификации наук в зависимости от расположения в единой системе Мироздания (рис. 2.7 и 2.8) изучаемого в них основного материального объекта (поля, атома, химического вещества, человека и социума и т.д.). В результате ликвидируются не только неестественные результаты попыток установления «первичности сознания над материей» при редукционизме физики по отношению к другим естественным наукам, но и некорректное унизительное разделение научного знания на естественное и «неестественное» - гуманитарное (общественное). Научное знание не может быть «неестественным», оно может быть только материалистическим - научным, где законы материального мира и системы Мироздания первичны над сознанием. А, поэтому, мифологическое или религиозное знание (теология или богословие), где слепая вера или признание первичности мифов или доктрин, какой либо религии над материальными законами Мироздания или Природы в широком смысле слова, очевидно, является антинаучным знанием.

Рассмотренная естественная классификация наук в зависимости от материального объекта исследования каждой из них является эволюционным интегрально-дифференциальным этапом материалистического развития научного знания. При этом общие (интегральные) законы развития и устройства Мироздания рассматриваются материалистической диалектикой. И в первую очередь, к ним следует отнести естествознание, философию и математику. Эти науки являются интегральными, а законы, открытые в них также носят интегральный межуровневый характер (например, закон сохранения массы-энергии, закон перехода количества в новое качество и т.д.).

В результате следует понимать, что при всей фундаментальности законов физики (например, Периодический закон Д.И. Менделеева), химии, биологии и т.д. не являются универсальными, так как законы открытые в них следует относить к дифференциальным, т.е. работающим на конкретном уровне организации материи. И поэтому попытки подменить материалистическую философию физикой или придать физике интегральный характер благополучно провалились! Это связано с тем, что нам и сегодня не следует забывать, что в рамках диалектического материализма пауки друг от друга отличаются не методами, подходами или субъективным желанием отдельных личностей или научных школ, а материальным объектом исследования.

Предметом же любой науки, раскрывается через состав всех разновидностей этого исследуемого материального объекта - тип взаимодействия этих разновидностей между собой - структуру - свойства. И поэтому, отличие естествознания и материалистической философии от физики, химии, биологии и других наук отличается тем, что материальным объектом исследования в них является Мироздание (Природа или Вселенная) в целом, законы которого являются всеобщими (интегральными).

В свою очередь, в отличие от законов естествознания и материалистической философии, физика (законы полей, элементарных и атомарных частиц и т.д.), химия (законы химического строения вещества и т.д.), биология и т.д. опираются на законы тоже фундаментальные, но более частные (дифференциальные), «работающие» не на уровне всего Мироздания.

При этом очевидно, что химия, главным объектом исследования которой является химическое вещество (рис. 2.7), в виде гомо- и гетероядерных химических соединений элементов, располагается в системе Мировоздания (рис. 2.7). как едином естественнонаучном материалистическом древе знания между ядерной физикой с одной стороны и биологией и геологией с другой. Причем гуманитарные науки, также располагаются (рис. 2.10) в этой макросистеме Мироздания как и так называемые естественные дисциплины (как совокупности микросистем материальных объектов разных уровней, подобно Периодической системе атомов).

Эта же идея естественной классификации химии на ряд составляющих ее дисциплин, основанная на выделение разных химических уровней организации материи, развита и в работах профессора В.Б. Алесковского (смотри рис. 2.11). Рисунок 2.11. демонстрирует также и естественный материальный переход от физики к химии и далее к биологии. Авторы настоящего учебника придерживаются аналогичных взглядов, когда в основу классификации наук закладывается их естественное объективное разделение в зависимости от специфики става, типа связи, структуры и свойств конкретного материального объекта (вещественного уровня организации материи), а не субъективное мнение отдельного ученого или даже группы ученых - единомышленников. Ведь для последовательного ученого естественника - материалиста материя всегда первична, а сознание вторично.

В результате, в основе развиваемой в данном учебнике парадигмы многоуровневой организации материи {поля, разновидностей вещества и материальных тел), окружающей нас Природы и Мироздания в целом лежат прежде всего идеи естественной дифференциации уровней организации материи и явлений окружающего нас мира, при несомненном понимании материального единства их природы.

Естественная универсальная классификация наук, с опорой на специфику материального объекта, изучаемого соответствующей дисциплиной в соответствии с его расположением

Рис. 2.10. Естественная универсальная классификация наук, с опорой на специфику материального объекта, изучаемого соответствующей дисциплиной в соответствии с его расположением (включая и положение химии) в системе Мироздания (рис. 2.7)

Химия в центре знаний по В.Б. Алексеевскому (1990г.); с.м. - степень многоатомности; с.е. - структурные единицы

Рис. 2.11. Химия в центре знаний по В.Б. Алексеевскому (1990г.); с.м. - степень многоатомности; с.е. - структурные единицы

Данные, рассмотренные в настоящей главе, позволяют приступить к системному изложению основных фундаментальных разделов химии, отличающих ее от других естественных наук, и в первую очередь от физики, в рамках универсальной методологии познания любого материального объекта в системе Мироздания через раскрытие следующей последовательности понятий: элементный состав - пит связи - структура (строение) - свойства. Однако в случае химии необходимо раскрыть специфику фундаментальных отличий в характеристике этих понятий в привязке в такому материальному объекту исследования как гомо- и гетерохимическое соединение элементов (химическое вещество). Например, химический элемент, химическая связь, химическая структура и т.д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >