Základním prvkem studia ohromného počtu přírodních věd je hmota. V tomto článku se budeme zabývat konceptem, typy hmoty, formami jejího pohybu a vlastnostmi.
Co je hmota?
Po mnoho staletí se koncept hmoty měnil a zdokonaloval. Starověký řecký filozof Platón ji tedy viděl jako substrát věcí, což odporuje jejich myšlence. Aristoteles řekl, že je to něco věčného, co nemůže být vytvořeno ani zničeno. Později filozofové Demokritos a Leucippus definovali hmotu jako druh základní substance, která tvoří všechna těla v našem světě a ve vesmíru.
Moderní pojetí hmoty podal V. I. Lenin, podle kterého jde o nezávislou a nezávislou objektivní kategorii vyjádřenou lidským vnímáním, pocity, lze ji také kopírovat a fotografovat.
Atributy hmoty
Hlavními charakteristikami hmoty jsou tři vlastnosti:
- Vesmír.
- Čas.
- Pohyb.
První dva se liší metrologickými vlastnostmi, to znamená, že je lze kvantitativně měřit speciálními přístroji. Prostor se měřív metrech a jeho odvozeninách, a čas v hodinách, minutách, sekundách, stejně jako ve dnech, měsících, letech atd. Čas má i další, neméně důležitou vlastnost - nevratnost. Není možné se vrátit do jakéhokoli počátečního časového bodu, časový vektor má vždy jednosměrný směr a pohybuje se z minulosti do budoucnosti. Prostor je na rozdíl od času složitější pojem a má trojrozměrný rozměr (výška, délka, šířka). Všechny druhy hmoty se tak mohou pohybovat v prostoru po určitou dobu.
Formy pohybu hmoty
Vše, co nás obklopuje, se pohybuje v prostoru a vzájemně se ovlivňuje. Pohyb probíhá nepřetržitě a je hlavní vlastností, kterou mají všechny druhy hmoty. Mezitím tento proces může probíhat nejen při interakci několika objektů, ale také v samotné látce, což způsobuje její modifikace. Rozlišují se následující formy pohybu hmoty:
Mechanický je pohyb objektů v prostoru (jablko padající z větve, běžící králík)
- Fyzický - nastává, když tělo změní své vlastnosti (například stav agregace). Příklady: sníh taje, voda se odpařuje atd.
- Chemický - úprava chemického složení látky (koroze kovů, oxidace glukózy)
- Biologické - probíhá v živých organismech a charakterizuje vegetativní růst, metabolismus, reprodukci atd.
- Sociální forma - procesysociální interakce: komunikace, pořádání schůzek, volby atd.
- Geologický – charakterizuje pohyb hmoty v zemské kůře a útrobách planety: jádro, plášť.
Všechny výše uvedené formy hmoty jsou vzájemně propojené, doplňují se a jsou zaměnitelné. Nemohou existovat sami o sobě a nejsou soběstační.
Vlastnosti hmoty
Starověká i moderní věda přisuzovala hmotě mnoho vlastností. Nejběžnější a nejzřetelnější je pohyb, ale existují i další univerzální vlastnosti:
- Je nevytvořitelná a nezničitelná. Tato vlastnost znamená, že jakékoli tělo nebo látka nějakou dobu existuje, vyvíjí se, přestává existovat jako původní předmět, hmota však nepřestává existovat, ale jednoduše se mění v jiné formy.
- Je věčná a nekonečná ve vesmíru.
- Neustálý pohyb, transformace, modifikace.
- Předurčení, závislost na vyvolávajících faktorech a příčinách. Tato vlastnost je jakýmsi vysvětlením původu hmoty v důsledku určitých jevů.
Základní typy hmoty
Moderní vědci rozlišují tři základní typy hmoty:
- Látka, která má v klidu určitou hmotnost, je nejběžnějším typem. Může se skládat z částic, molekul, atomů i jejich sloučenin, které tvoří fyzické tělo.
- Fyzikální pole je speciální hmotná substance, která je navržena tak, aby zajistila interakci předmětů (látek).
- Fyzikální vakuum – je hmotné prostředí s nejnižší úrovní energie.
Poté se podívejme blíže na každý z typů.
Látka
Látka je druh hmoty, jejíž hlavní vlastností je diskrétnost, tedy nespojitost, omezenost. Jeho struktura zahrnuje nejmenší částice ve formě protonů, elektronů a neutronů, které tvoří atom. Atomy se spojují a vytvářejí molekuly, tvoří hmotu, která zase tvoří fyzické tělo nebo tekutou látku.
Každá látka má řadu individuálních vlastností, které ji odlišují od ostatních: hmotnost, hustotu, bod varu a tání, strukturu krystalové mřížky. Za určitých podmínek lze různé látky kombinovat a míchat. V přírodě se vyskytují ve třech stavech agregace: pevné, kapalné a plynné. Konkrétní stav agregace v tomto případě odpovídá pouze podmínkám obsahu látky a intenzitě molekulární interakce, ale není její individuální charakteristikou. Voda při různých teplotách tedy může nabývat kapalné, pevné a plynné formy.
Fyzické pole
Typy fyzické hmoty také zahrnují takovou složku, jako je fyzikální pole. Je to jakýsi systém, ve kterém hmotná těla interagují. Pole není samostatný objekt, ale spíše nositel specifických vlastností částic, které jej vytvořily. Takže hybnost uvolněná z jedné částice, ale neabsorbovaná jinou, je atributempole.
Fyzikální pole jsou skutečné nehmotné formy hmoty, které mají vlastnost kontinuity. Mohou být klasifikovány podle různých kritérií:
- V závislosti na náboji tvořícím pole existují: elektrická, magnetická a gravitační pole.
- Podle povahy pohybu nábojů: dynamické pole, statistické (obsahuje nabité částice, které jsou vůči sobě stacionární).
- Podle fyzikální podstaty: makro- a mikropole (vytvořená pohybem jednotlivých nabitých částic).
- V závislosti na prostředí existence: vnější (které obklopuje nabité částice), vnitřní (pole uvnitř hmoty), pravdivé (celková hodnota vnějších a vnitřních polí).
Fyzikální vakuum
Ve 20. století se ve fyzice objevil termín „fyzikální vakuum“jako kompromis mezi materialisty a idealisty k vysvětlení některých jevů. První jmenovaný mu přisuzoval materiálové vlastnosti, zatímco druhý tvrdil, že vakuum není nic jiného než prázdnota. Moderní fyzika vyvrátila úsudky idealistů a dokázala, že vakuum je hmotné médium, nazývané také kvantové pole. Počet částic v něm je roven nule, což však nebrání krátkodobému výskytu částic v mezifázích. V kvantové teorii je energetická hladina fyzikálního vakua podmíněně brána jako minimální, tedy rovna nule. Experimentálně však bylo prokázáno, že energetické pole může přijímat záporné i kladné náboje. Existuje hypotéza, žeVesmír vznikl přesně v podmínkách vzrušeného fyzického vakua.
Struktura fyzikálního vakua nebyla dosud plně prozkoumána, ačkoli mnoho z jeho vlastností je známo. Podle Diracovy teorie děr se kvantové pole skládá z pohybujících se kvant s identickými náboji, složení samotných kvant zůstává nejasné, jejichž shluky se pohybují ve formě vlnových toků.
