عنصر اساسی مطالعه تعداد زیادی از علوم طبیعی ماده است. در این مقاله به مفهوم، انواع ماده، اشکال حرکت و خواص آن خواهیم پرداخت.
ماده چیست؟
برای قرن های بسیاری مفهوم ماده تغییر کرده و بهبود یافته است. بنابراین، افلاطون، فیلسوف یونان باستان، آن را زیرلایه چیزها می دانست که با ایده آنها مخالف است. ارسطو می گوید که این چیزی جاودانه است که نه می توان آن را خلق کرد و نه از بین برد. بعدها، فیلسوفان دموکریتوس و لوکیپوس ماده را به عنوان نوعی جوهر بنیادی تعریف کردند که تمام اجسام را در جهان ما و جهان تشکیل می دهد.
مفهوم مدرن ماده توسط وی.آی.لنین ارائه شد که بر اساس آن یک مقوله عینی مستقل و مستقل است که توسط ادراک، احساسات انسان بیان می شود، همچنین می توان از آن کپی و عکس گرفت.
ویژگی های ماده
ویژگی های اصلی ماده سه ویژگی است:
- فضا.
- Time.
- جنبش.
دو مورد اول از نظر خواص اندازه‌شناختی با هم تفاوت دارند، یعنی می‌توان آنها را با ابزارهای خاصی اندازه‌گیری کرد. فضا اندازه گیری می شودبر حسب متر و مشتقات آن، و زمان بر حسب ساعت، دقیقه، ثانیه، و همچنین بر حسب روز، ماه، سال، و غیره. بازگشت به هر نقطه زمانی اولیه غیرممکن است، بردار زمان همیشه جهتی یک طرفه دارد و از گذشته به آینده حرکت می کند. بر خلاف زمان، فضا مفهوم پیچیده تری است و دارای ابعاد سه بعدی (ارتفاع، طول، عرض) است. بنابراین، همه انواع ماده می توانند برای مدت معینی در فضا حرکت کنند.
اشکال حرکت ماده
همه چیزهایی که ما را احاطه کرده اند در فضا حرکت می کنند و با یکدیگر تعامل دارند. حرکت پیوسته اتفاق می افتد و اصلی ترین خاصیت است که همه انواع ماده دارند. در همین حال، این فرآیند نه تنها در هنگام تعامل چندین شی، بلکه در درون خود ماده نیز می تواند ادامه یابد و باعث تغییرات آن شود. شکل‌های زیر حرکت ماده متمایز می‌شوند:
مکانیکی حرکت اجسام در فضا است (سیبی که از شاخه می افتد، خرگوش می دود)
- فیزیکی - زمانی رخ می دهد که بدن ویژگی های خود را تغییر دهد (مثلاً حالت تجمع). مثال: برف ذوب می شود، آب تبخیر می شود، و غیره.
- شیمیایی - اصلاح ترکیب شیمیایی یک ماده (خوردگی فلز، اکسیداسیون گلوکز)
- بیولوژیکی - در موجودات زنده رخ می دهد و رشد رویشی، متابولیسم، تولید مثل و غیره را مشخص می کند.
- شکل اجتماعی - فرآیندهاتعامل اجتماعی: ارتباطات، برگزاری جلسات، انتخابات و غیره.
- زمین شناسی - حرکت ماده را در پوسته زمین و روده های سیاره مشخص می کند: هسته، گوشته.
همه اشکال ماده فوق به هم پیوسته، مکمل و قابل تعویض هستند. آنها نمی توانند به تنهایی وجود داشته باشند و خودکفا نیستند.
خواص ماده
علم قدیم و جدید خواص بسیاری را به ماده نسبت داده است. رایج ترین و واضح ترین آن حرکت است، اما ویژگی های جهانی دیگری نیز وجود دارد:
- او غیرقابل خلق و نابود نشدنی است. این خاصیت به این معنی است که هر جسم یا ماده ای برای مدتی وجود دارد، توسعه می یابد، به عنوان یک شی اصیل وجود ندارد، اما ماده از بین نمی رود، بلکه به سادگی به اشکال دیگر تبدیل می شود.
- او در فضا ابدی و بی نهایت است.
- حرکت مداوم، دگرگونی، اصلاح.
- تقدیر، وابستگی به عوامل و اسباب مولد. این خاصیت نوعی تبیین منشأ ماده در نتیجه برخی پدیده هاست.
انواع اساسی ماده
دانشمندان مدرن سه نوع اساسی ماده را تشخیص می دهند:
- ماده ای که در حالت استراحت جرم خاصی دارد رایج ترین نوع آن است. این می تواند از ذرات، مولکول ها، اتم ها و همچنین ترکیبات آنها تشکیل شده باشد که یک جسم فیزیکی را تشکیل می دهند.
- میدان فیزیکی یک ماده مادی ویژه است که برای اطمینان از تعامل اجسام (مواد) طراحی شده است.
- خلاء فیزیکی - محیط مادی با کمترین سطح انرژی است.
بعد، بیایید نگاهی دقیق تر به هر یک از انواع بیاندازیم.
مواد
جوهر نوعی از ماده است که خاصیت اصلی آن گسستگی است، یعنی عدم تداوم، محدودیت. ساختار آن شامل کوچکترین ذرات به شکل پروتون، الکترون و نوترون است که اتم را تشکیل می دهند. اتم‌ها با هم ترکیب می‌شوند و مولکول‌ها را تشکیل می‌دهند و ماده را تشکیل می‌دهند که به نوبه خود یک جسم فیزیکی یا ماده مایع را تشکیل می‌دهد.
هر ماده دارای تعدادی ویژگی فردی است که آن را از سایرین متمایز می کند: جرم، چگالی، نقطه جوش و ذوب، ساختار شبکه کریستالی. در شرایط خاصی می توان مواد مختلف را با هم ترکیب و مخلوط کرد. در طبیعت در سه حالت تجمع یافت می شوند: جامد، مایع و گاز. در این مورد، حالت خاصی از تجمع فقط با شرایط محتوای ماده و شدت برهمکنش مولکولی مطابقت دارد، اما ویژگی فردی آن نیست. بنابراین، آب در دماهای مختلف می تواند به صورت مایع، جامد و گاز به خود بگیرد.
رشته فیزیکی
انواع ماده فیزیکی نیز شامل اجزایی به عنوان میدان فیزیکی هستند. این نوعی سیستم است که در آن اجسام مادی با هم تعامل دارند. میدان یک جسم مستقل نیست، بلکه حامل ویژگی های خاص ذرات تشکیل دهنده آن است. بنابراین، تکانه آزاد شده از یک ذره، اما توسط ذره دیگر جذب نمی شود، یک ویژگی استفیلدها.
میدانهای فیزیکی اشکال ناملموس واقعی ماده هستند که خاصیت تداوم دارند. آنها را می توان بر اساس معیارهای مختلف طبقه بندی کرد:
- بسته به بار تشکیل دهنده میدان، میدان های الکتریکی، مغناطیسی و گرانشی وجود دارد.
- براساس ماهیت حرکت بارها: میدان دینامیکی، آماری (شامل ذرات باردار است که نسبت به یکدیگر ثابت هستند).
- بر اساس ماهیت فیزیکی: میدانهای ماکرو و ریز (که توسط حرکت ذرات باردار ایجاد می‌شوند).
- بسته به محیط هستی: خارجی (که ذرات باردار را احاطه می کند)، داخلی (میدان درون ماده)، درست (مقدار کل میدان های خارجی و داخلی).
خلاء فیزیکی
در قرن بیستم، اصطلاح "خلاء فیزیکی" در فیزیک به عنوان مصالحه ای بین ماتریالیست ها و ایده آلیست ها برای توضیح برخی از پدیده ها ظاهر شد. اولی خواص مادی را به آن نسبت داد، در حالی که دومی استدلال کرد که خلاء چیزی جز پوچی نیست. فیزیک مدرن قضاوت های ایده آلیست ها را رد کرده و ثابت کرده است که خلاء یک محیط مادی است که میدان کوانتومی نیز نامیده می شود. تعداد ذرات موجود در آن برابر با صفر است که البته مانع از ظهور کوتاه مدت ذرات در فازهای میانی نمی شود. در تئوری کوانتومی، سطح انرژی خلاء فیزیکی به طور مشروط به عنوان حداقل، یعنی برابر با صفر در نظر گرفته می شود. با این حال، به طور تجربی ثابت شده است که میدان انرژی می تواند بارهای منفی و مثبت داشته باشد. یک فرضیه وجود دارد کهکیهان دقیقاً در شرایط یک خلاء فیزیکی برانگیخته پدید آمد.
ساختار خلاء فیزیکی هنوز به طور کامل مورد مطالعه قرار نگرفته است، اگرچه بسیاری از خواص آن شناخته شده است. بر اساس نظریه حفره دیراک، میدان کوانتومی متشکل از کوانتوم های متحرک با بارهای یکسان است، ترکیب کوانتوم ها همچنان نامشخص است، خوشه هایی از آنها به شکل جریان های موجی حرکت می کنند.
