Ujumbe juu ya mada ya ulimwengu mkubwa na mdogo. Micro-, macro- na megaworlds

Utangulizi

1 Vitu vya ulimwengu mdogo

2 Dhana za ulimwengu mdogo na mechanics ya quantum

Hitimisho

Orodha ya fasihi iliyotumika

Utangulizi

Uundaji wa nadharia ya atomiki - muundo wa molekuli Ulimwengu ulianza mwanzoni mwa karne ya 19, ingawa Democritus hata alidhani kwamba Ulimwengu unajumuisha ndogo zaidi. chembe zisizogawanyika Walakini, iliwezekana kudhibitisha kwa majaribio kwamba kila kipengele cha kemikali kina atomi zinazofanana tu mnamo 1808. Hii ilifanywa na mwanakemia wa Kiingereza na mwanafizikia J. Dalton, muumbaji wa atomi ya kemikali, na mwaka wa 1811 mwanafizikia wa Kiitaliano na kemia A. Avogadro aliweka mbele dhana ya muundo wa molekuli ya vitu (hasa, gesi rahisi).

KATIKA marehemu XIX- mapema karne ya 20 fizikia imefikia kiwango kipya cha utafiti. Dhana na kanuni za fizikia ya kitamaduni ziligeuka kuwa hazitumiki tu kwa masomo ya mali ya nafasi na wakati, lakini hata zaidi katika masomo ya mali ya mwili ya chembe ndogo zaidi za vitu au vitu vidogo, kama elektroni. , protoni, neutroni, atomi na vitu sawa, ambavyo huitwa mara nyingi chembe za atomiki. Wanaunda microcosm isiyoonekana kwetu.

Mara ya kwanza, wanafizikia walishangazwa na mali isiyo ya kawaida ya chembe ndogo zaidi ambazo walisoma katika microcosm. Majaribio ya kuelezea, achilia mbali kuelezea, mali ya chembe ndogo kwa kutumia dhana na kanuni za fizikia ya kitambo imeshindwa wazi. Utafutaji wa dhana mpya na mbinu za maelezo hatimaye ulisababisha kuibuka kwa mechanics mpya ya quantum, kwa ujenzi wa mwisho na uhalali ambao E. Schrödinger (1887 - 1961), W. Heisenberg (1901 - 1976), M. Born (1882) ) alitoa mchango mkubwa - 1970). Hapo awali, fundi huyu aliitwa wimbi tofauti na mechanics ya kawaida, ambayo inazingatia vitu vyake kama corpuscles, au chembe. Baadaye, jina lilianzishwa kwa mechanics ya vitu vidogo mechanics ya quantum.

Yote haya hapo juu yanahalalisha umuhimu wa mada hii.

Kusudi la kazi: utafiti wa kina na uchambuzi wa microworld na vitu vyake.

Kazi hiyo ina utangulizi, sura mbili, hitimisho na orodha ya marejeleo. Jumla ya kazi ni kurasa 14.

1 Vitu vya ulimwengu mdogo

Aina zote inayojulikana kwa wanadamu vitu na matukio yao ya tabia kawaida hugawanywa katika tatu kwa ubora maeneo mbalimbali- micro-, macro- na megaworlds (tazama meza).

Dhana "Microworld" inashughulikia chembe za kimsingi na za msingi, viini, atomi na molekuli.

Chembe za msingi- hizi ni chembe ambazo ni sehemu ya atomi "isiyoweza kutenganishwa" hapo awali. Hizi pia ni pamoja na zile chembe zinazozalishwa kwa kutumia viongeza kasi vya chembe chembe. Kuna chembe za msingi zinazotokea wakati wa kupita kwenye angahewa mionzi ya cosmic, zipo kwa mamilioni ya sekunde, kisha kuoza, hubadilika kuwa chembe nyingine za msingi, au hutoa nishati kwa njia ya mnururisho. Chembe za msingi zinazojulikana zaidi ni pamoja na elektroni, fotoni, pi-meson, muon, na neutrino. Kwa maana kali ya neno, chembe za msingi hazipaswi kuwa na chembe zingine zozote. Walakini, sio chembe zote za msingi zinazojulikana zaidi zinazokidhi hitaji hili. Iligunduliwa kuwa chembe za msingi zinaweza kubadilishwa kwa pande zote, i.e. si “vifaa vya mwisho vya ujenzi” vya ulimwengu. Hivi sasa, mamia ya chembe za msingi tayari zinajulikana, ingawa kulingana na nadharia idadi yao haipaswi kuwa kubwa sana. Utafiti wa hivi karibuni, hasa, kuthibitisha hypothesis iliyowekwa hapo awali kuhusu kuwepo kwa hata chembe "zaidi ya msingi" - quarks.

Chembe ya kwanza ya msingi iliyogunduliwa katika fizikia ilikuwa elektroni, ambayo mnamo 1897, wakati wa kusoma kutokwa kwa gesi iliyogunduliwa na mwanafizikia wa Kiingereza Joseph Thomson na kupima uwiano wa malipo yake kwa wingi. Elektroni- moja ya mambo kuu ya kimuundo ya jambo; shells za elektroni za atomi huamua mali ya macho, umeme, magnetic na kemikali ya atomi na molekuli, pamoja na mali nyingi za vitu vikali.

Katika matumizi ya kawaida, wanafizikia huita chembe za msingi zile ambazo si atomi na nuclei za atomiki, isipokuwa protoni na neutroni. Baada ya kuanzisha muundo tata wa chembe nyingi za msingi, ilikuwa ni lazima kuanzisha dhana mpya - chembe za msingi, ambayo tunamaanisha microparticles, muundo wa ndani ambayo haiwezi kuwakilishwa kama muungano wa chembe nyingine huru.

Katika mwingiliano wote, chembe za msingi hufanya kama moja. Tabia za chembe za msingi ni pamoja na misa ya kupumzika, malipo ya umeme, spin, pia sifa maalum (nambari za quantum) kama malipo ya baryon, malipo ya leptoni, hypercharge, ajabu, nk.

Hivi sasa, mengi yanajulikana juu ya muundo wa atomiki wa maada na chembe za msingi. Kwa kuwa chembe za kimsingi zinaweza kubadilishana, hii haituruhusu kuzizingatia, kama atomi, kama "vifaa vya ujenzi vya ulimwengu" rahisi zaidi na visivyobadilika. Idadi ya chembe za msingi ni kubwa sana. Kwa jumla, zaidi ya chembe 350 za msingi zimegunduliwa, ambazo tu photon, elektroni na muon neutrino, elektroni, protoni na antiparticles zao ni thabiti (kila chembe ya msingi, isipokuwa ile isiyo na upande wowote, ina antiparticle yake). Chembe za msingi zilizobaki huoza moja kwa moja katika muda wa sekunde 10 3 ( nutroni ya bure) hadi 10 -22 - 10 -24 s (resonances).

Kuna vikundi kadhaa vya chembe za msingi, tofauti katika mali zao na asili ya mwingiliano, ambayo kawaida hugawanywa katika vikundi viwili vikubwa: fermions na bosons (tazama takwimu).

Fermions tengeneza dutu vifua kuvumilia mwingiliano.

Leptoni(kutoka mwanga wa Kigiriki) - chembe zilizo na spin 1/2 ambazo hazishiriki katika mwingiliano mkali na zimehifadhiwa tabia ya ndani- malipo ya lepton, yanaweza kuwa ya upande wowote. Leptoni zinazochajiwa zinaweza, kama elektroni (ambazo ziko kati yao), kuzunguka viini, na kutengeneza atomi. Leptoni ambazo hazina chaji zinaweza kupita bila kizuizi kupitia maada (hata katika Dunia nzima) bila kuingiliana nayo. Kila chembe ina antiparticle ambayo hutofautiana tu katika malipo.

Hadroni- chembe za msingi zinazoshiriki katika mwingiliano wote wa kimsingi, pamoja na zile zenye nguvu; mwingiliano mkali tabia ya hadrons ni tabia idadi ya juu kiasi kilichohifadhiwa (sheria za uhifadhi). Hadroni imegawanywa katika baryons na mesons. Na mawazo ya kisasa, hadrons zina muundo tata wa ndani: baryons hujumuisha quarks tatu; mesons - kutoka kwa quark na antiquark.

"Kikundi" tofauti ni fotoni.

Wakati chembe za msingi zinapogongana, kila aina ya mabadiliko hutokea kati yao (ikiwa ni pamoja na kuzaliwa kwa chembe nyingi za ziada), ambazo hazizuiliwi na sheria za uhifadhi.

Atomu(kutoka kwa atomo ya Kigiriki - isiyogawanyika) ni sehemu ya dutu ya ukubwa na wingi wa microscopic, chembe ndogo zaidi ya kipengele cha kemikali ambacho huhifadhi sifa zake. Atomu zinajumuisha chembe za msingi na zina muundo changamano wa ndani, unaowakilisha mfumo muhimu wa nyuklia na kielektroniki. Katikati ya atomi kuna kiini cha chaji, ambayo karibu molekuli yote ya atomi imejilimbikizia; elektroni huzunguka, na kutengeneza shells za elektroni, vipimo vyake (~ 10-8 cm) huamua ukubwa wa atomi. Kiini cha atomi kina protoni na neutroni. Idadi ya elektroni katika atomi ni sawa na idadi ya protoni kwenye kiini (chaji ya elektroni zote kwenye atomi ni sawa na chaji ya kiini), idadi ya protoni ni sawa na nambari ya atomiki ya kitu hicho. meza ya mara kwa mara. Atomi zinaweza kupata au kupoteza elektroni, kuwa ioni zenye chaji hasi au chaji. Sifa za kemikali za atomi zimedhamiriwa hasa na idadi ya elektroni kwenye ganda la nje; Atomu zinapochanganyikana kemikali, huunda molekuli.

Sifa muhimu ya atomi ni nishati yake ya ndani, ambayo inaweza kuchukua tu maadili fulani (discrete) yanayolingana na hali thabiti za atomi, na hubadilika ghafla tu kupitia mpito wa quantum. Kwa kunyonya sehemu fulani ya nishati, atomi huenda katika hali ya msisimko (kwa kiwango cha juu cha nishati). Kutoka kwa hali ya msisimko, atomi, ikitoa photon, inaweza kwenda kwenye hali yenye nishati ya chini (hadi kiwango cha chini cha nishati). Ngazi inayolingana na nishati ya chini ya atomi inaitwa kiwango cha chini, wengine huitwa msisimko. Mabadiliko ya quantum kuamua ngozi ya atomiki na spectra ya utoaji, mtu binafsi kwa atomi za wote vipengele vya kemikali.

Chini ya kiini cha atomi inahusu sehemu yake ya kati, ambayo karibu wingi wote wa atomi na nzima yake malipo chanya. Kiini kina viini - protoni na neutroni (zilizoteuliwa p na n). Misa ya protoni mP= 1.673×10 -27 =1.836 m e , m n= 1.675×10 -27 = 1835.5 m e. Uzito wa kiini sio sawa na jumla ya wingi wa protoni na neutroni zilizojumuishwa ndani yake (kinachojulikana kama "kasoro kubwa"). Protoni hubeba malipo chanya ya msingi, neutroni ni chembe isiyochajiwa. Idadi ya elektroni katika atomi ni sawa na nambari ya atomiki Z kipengele katika jedwali la upimaji, na idadi ya protoni, kwa kuwa atomi kwa ujumla haina upande wowote, ni sawa na idadi ya elektroni. Kisha idadi ya neutroni kwenye kiini imedhamiriwa kama ifuatavyo: N P = A – Z, Wapi A- nambari ya wingi, i.e. nambari iliyo karibu zaidi na misa ya atomiki ya kitu kwenye jedwali la upimaji, Z- nambari ya malipo (idadi ya protoni). Ili kuteua viini, nukuu hutumiwa Z X A, Wapi X- ishara ya kipengele cha kemikali katika jedwali la mara kwa mara. Nuclei zenye Z sawa lakini A tofauti huitwa isotopu. Zaidi ya isotopu 300 thabiti na zaidi ya 1000 zisizo na msimamo sasa zinajulikana. Isotopu zisizo na msimamo zinahusishwa na uzushi wa radioactivity - kuoza kwa nyuklia.

MADA-4
1 . Fafanua dhana: megaworld, macroworld, microworld, nanoworld. Je, wanahusiana? Fafanua dhana: megaworld, macroworld, microworld, nanoworld. Je, wanahusiana? Ulimwengu mkubwa ni sayari, muundo wa nyota, galaksi, galaksi - ulimwengu wa mizani kubwa ya ulimwengu na kasi, umbali ambao hupimwa katika miaka ya Mwanga, na maisha yote. vitu vya nafasi- mamilioni na mabilioni ya miaka.

Ulimwengu wa macroworld ni ulimwengu wa fomu thabiti na idadi inayolingana na wanadamu, pamoja na tata za fuwele za molekuli, viumbe, jamii za viumbe; ulimwengu wa vitu vingi, mwelekeo ambao unahusishwa na mizani uzoefu wa binadamu: kiasi cha anga kinaonyeshwa kwa milimita, sentimita na kilomita, na wakati - kwa sekunde, dakika, masaa, miaka.

Ulimwengu mdogo ni molekuli, atomi, chembe za msingi - ulimwengu wa vitu vidogo sana, visivyoweza kuzingatiwa moja kwa moja, mwelekeo wa anga ambao ni kati ya 10-8 hadi 10-16 cm, na maisha yao ni kati ya infinity hadi 10-24 s.

Nanoworld ni sehemu ya ulimwengu halisi, unaojulikana, sehemu hii tu ni ndogo sana kwa ukubwa kwamba haiwezekani kabisa kuiona kwa maono ya kawaida ya kibinadamu.

Wana uhusiano wa karibu.

^ 2. Bainisha utupu.

Ombwe(kutoka lat. utupu- batili) - kati iliyo na gesi kwenye shinikizo la chini sana kuliko anga. Utupu una sifa ya uhusiano kati ya njia ya bure ya molekuli za gesi λ na ukubwa wa tabia ya mchakato d. Ombwe pia ni hali ya gesi ambayo urefu wa wastani wa njia ya molekuli zake unalinganishwa na vipimo vya chombo au zaidi ya vipimo hivi.

3. Nanoworld ni nini? Nanoteknolojia ni nini? Je, ulimwengu wa nano unatofautianaje na nanoteknolojia?

Nanoteknolojia ni uwanja wa taaluma mbalimbali wa sayansi na teknolojia ya kimsingi na inayotumika, inayoshughulika na seti ya uhalali wa kinadharia, mbinu za vitendo utafiti, uchanganuzi na usanisi, na mbinu za utengenezaji na utumiaji wa bidhaa zenye muundo fulani wa atomiki kupitia upotoshaji unaodhibitiwa wa atomi na molekuli za kibinafsi.

Nanoworld ni sehemu ya ulimwengu halisi, unaojulikana, sehemu hii tu ni ndogo sana kwa ukubwa kwamba haiwezekani kabisa kuiona kwa msaada wa maono ya kawaida ya kibinadamu.

Nanoteknolojia inarejelea mahususi kosmmu, ingawa nanomita ni 10 hadi -9 nguvu ya mita. Na nanoworld ni micro-microworld. Muundo wa nanoworld ni muundo wa etha ya redio ya Faraday-Maxwell Vipengele vyake vina ukubwa wa digrii 10 hadi 35 za mita, yaani maagizo 25 ya ukubwa mdogo kuliko atomi ya hidrojeni.

4. Ombwe hutumika wapi?

4 . Masomo ya majaribio ya uvukizi na condensation, matukio ya uso, baadhi ya michakato ya joto, joto la chini, nyuklia na athari za nyuklia unaofanywa katika mitambo ya utupu. Chombo kikuu cha fizikia ya kisasa ya nyuklia - kiongeza kasi cha chembe - haifikiriki bila utupu. Mifumo ya utupu hutumiwa katika kemia kusoma mali ya vitu safi, kusoma muundo na mgawanyiko wa vifaa vya mchanganyiko, na viwango vya athari za kemikali , matumizi yake muhimu zaidi yanabaki kuwa teknolojia ya kielektroniki. Katika vifaa vya utupu vya umeme, utupu ni kipengele cha kimuundo na sharti la uendeshaji wao katika maisha yao yote ya huduma. Utupu wa chini na wa kati hutumiwa katika taa za taa na vifaa vya kutokwa kwa gesi. Utupu wa juu - katika kupokea-amplifier na zilizopo za jenereta. Wengi mahitaji ya juu mahitaji ya utupu hutumiwa katika uzalishaji wa zilizopo za cathode ray na vifaa vya microwave. Kifaa cha semiconductor hakihitaji utupu kufanya kazi, lakini teknolojia ya utupu hutumiwa sana katika mchakato wa utengenezaji wake. Teknolojia ya utupu hutumiwa sana katika utengenezaji wa miduara ndogo, ambapo michakato ya uwekaji wa filamu nyembamba, etching ya ion, na lithography ya elektroni huhakikisha utengenezaji wa vitu vya saketi za elektroniki za vipimo vya submicron huwakomboa kutoka kwa gesi zilizoyeyushwa, kwa sababu ambayo wanapata nguvu ya juu ya mitambo na ductility na mnato. Kuyeyuka katika utupu hutoa aina zisizo na kaboni za chuma kwa motors za umeme, shaba inayopitisha umeme sana, magnesiamu, kalsiamu, tantalum, platinamu, titani, zirconium, berili, metali adimu na aloi zake. Vacuuming hutumika sana katika utengenezaji wa vyuma vya hali ya juu. Utoaji wa utupu wa poda za metali kinzani, kama vile tungsten na molybdenum, ni moja ya michakato kuu ya kiteknolojia ya madini ya poda. Dutu za hali ya juu, halvledare, na dielectrics hutengenezwa katika vitengo vya utupu wa fuwele. Aloi zilizo na uwiano wowote wa vipengele zinaweza kupatikana kwa njia za epitaxy za molekuli ya utupu. Fuwele za bandia za almasi, rubi na yakuti hupatikana katika uwekaji wa utupu. Ulehemu wa uenezaji wa utupu hufanya iwezekane kupata viungio vilivyofungwa kwa kudumu vya nyenzo na viwango vya joto vinavyotofautiana sana. Kwa njia hii, keramik huunganishwa na chuma, chuma kwa alumini, nk. Uunganisho wa ubora wa vifaa na mali ya homogeneous huhakikishwa na kulehemu kwa boriti ya elektroni katika utupu. Katika uhandisi wa mitambo, utupu hutumiwa kusoma michakato ya kuweka vifaa na msuguano kavu, kutumia mipako ya ugumu kwa zana za kukata na mipako isiyoweza kuvaa kwa sehemu za mashine, kuchukua na kusafirisha sehemu katika mashine za moja kwa moja na mistari ya kiotomatiki hutumia vifaa vya kukausha utupu kwa ajili ya uzalishaji wa nyuzi za synthetic, polyamides, aminoplasts, polyethilini, vimumunyisho vya kikaboni. Vichungi vya utupu hutumiwa katika utengenezaji wa massa, karatasi, na mafuta ya kulainisha. Vifaa vya utupu wa fuwele hutumiwa katika utengenezaji wa rangi na mbolea katika tasnia ya umeme, uwekaji wa utupu kama njia ya kiuchumi zaidi hutumiwa katika utengenezaji wa transfoma, motors za umeme, capacitors na nyaya. Uhai wa huduma na uaminifu wa kubadili vifaa vya umeme wakati wa kufanya kazi katika utupu huongezeka Sekta ya macho, katika uzalishaji wa vioo vya macho na kaya, imebadilika kutoka kwa fedha za kemikali hadi alumini ya utupu. Optics iliyofunikwa, tabaka za kinga na vichungi vya kuingiliwa hupatikana kwa kunyunyiza tabaka nyembamba kwenye utupu Katika tasnia ya chakula, kukausha kwa utupu hutumiwa kwa uhifadhi wa muda mrefu na uhifadhi wa bidhaa za chakula. Ufungaji wa utupu wa bidhaa zinazoharibika huongeza maisha ya rafu ya matunda na mboga. Uvukizi wa ombwe hutumiwa katika uzalishaji wa sukari, uondoaji chumvi katika maji ya bahari, na uzalishaji wa chumvi. Mashine za kukamua utupu zinatumika sana katika kilimo. Katika maisha ya kila siku, kisafishaji kimekuwa msaidizi wetu wa lazima Katika usafiri, utupu hutumiwa kusambaza mafuta kwa carburetors na viboreshaji vya utupu wa mifumo ya breki za gari. Kuiga nafasi ya nje chini ya hali ya anga ya dunia ni muhimu kwa ajili ya kupima satelaiti za bandia na roketi Katika dawa, utupu hutumiwa kuhifadhi homoni, seramu za dawa, vitamini, wakati wa kupata antibiotics, maandalizi ya anatomical na bacteriological.

^ 5. Fafanua na ueleze dhana: TEKNOLOJIA.

Teknolojia- seti ya hatua za shirika, shughuli na mbinu zinazolenga utengenezaji, matengenezo, ukarabati na/au uendeshaji wa bidhaa yenye ubora wa kawaida na gharama bora katika kesi hii: - neno bidhaa linapaswa kueleweka kama bidhaa yoyote ya mwisho ya kazi. nyenzo, kiakili, maadili, kisiasa na nk); hadidu za rejea na kukubaliana na pendekezo la kiufundi - neno gharama bora zinapaswa kueleweka kama gharama za chini zinazowezekana ambazo hazijumuishi kuzorota kwa hali ya kazi, viwango vya usafi na mazingira, viwango vya usalama na usalama wa moto, uchakavu mwingi wa zana za kazi, kama pamoja na hatari za kifedha, kiuchumi, kisiasa na nyinginezo.

6. Bainisha utupu wa kimwili.

Katika fizikia ya quantum, ombwe la kimwili linaeleweka kama hali ya chini kabisa ya nishati (ardhi) ya uwanja uliokadiriwa, ambao una kasi ya sifuri, kasi ya angular na nambari zingine za quantum. Kwa kuongezea, hali kama hiyo haihusiani na utupu: uwanja ulio katika hali ya chini kabisa unaweza kuwa, kwa mfano, uwanja wa chembechembe katika mango au hata kwenye kiini cha atomi, ambapo msongamano ni wa juu sana. Utupu wa kimwili pia huitwa nafasi isiyo na suala kabisa, iliyojaa shamba katika hali hii. Hali hii sio utupu kabisa . Nadharia ya uwanja wa Quantum inasema kwamba, kwa mujibu wa kanuni ya kutokuwa na uhakika, katika utupu wa kimwili huzaliwa mara kwa mara na kutoweka chembe virtual: kinachojulikana mabadiliko ya sifuri mashamba. Katika baadhi ya nadharia maalum za uga, utupu unaweza kuwa na sifa zisizo za kawaida za kitopolojia. Kwa nadharia, utupu kadhaa tofauti unaweza kuwepo, tofauti katika wiani wa nishati au vigezo vingine vya kimwili (kulingana na hypotheses na nadharia zinazotumiwa). Uharibifu wa ombwe saa kuvunjika kwa ulinganifu kwa hiari husababisha kuwepo kwa wigo unaoendelea wa majimbo ya utupu yanayotofautiana kutoka kwa kila mmoja kwa idadi Mifupa ya Goldstone. Minima ya nishati ya ndani kwa maadili tofauti ya uwanja wowote, tofauti na nishati kutoka kwa kiwango cha chini cha kimataifa, huitwa vacua ya uwongo; hali kama hizi zinaweza kubadilika na huwa na kuoza kwa kutolewa kwa nishati, kuhamia kwenye utupu wa kweli au kwenye mojawapo ya utupu wa msingi wa uwongo Baadhi ya utabiri huu wa nadharia ya uga tayari umethibitishwa kwa mafanikio na majaribio. Kwa hivyo, athari ya Casimir Na Kuhama kwa kondoo viwango vya atomiki inaelezewa na oscillations ya sifuri uwanja wa sumakuumeme katika utupu wa kimwili. Mawazo ya kisasa yanategemea mawazo mengine kuhusu utupu. nadharia za kimwili. Kwa mfano, kuwepo kwa majimbo kadhaa ya utupu (utupu wa uongo uliotajwa hapo juu) ni mojawapo ya misingi kuu nadharia ya mfumuko wa bei Mshindo Mkubwa.

7. Fullerene, Buckyball au Buckyball - kiwanja cha molekuli, ambayo ni ya darasa la aina za allotropiki za kaboni (nyingine ni almasi, carbine na grafiti) na ni polihedra iliyofungwa yenye koni inayojumuisha idadi sawa atomi za kaboni tatu zilizoratibiwa.

Fullerite (Kiingereza fullerite) ni kioo cha molekuli, katika nodes za kimiani ambazo kuna molekuli kamili.

Fuwele za Fullerite C60

Poda isiyokolea-fuwele ya C60 iliyojaa katika hadubini ya elektroni ya kuchanganua

Katika hali ya kawaida (300 K), molekuli za fullerene huunda kimiani ya fuwele ya ujazo (fcc) iliyo katikati ya uso. Kipindi cha kimiani kama hicho ni = 1.417 nm, kipenyo cha wastani cha molekuli ya C60 kamili ni 0.708 nm, umbali kati ya molekuli za C60 za jirani ni 1.002 nm [chanzo haijabainishwa siku 258] Uzito wa fullerite ni 1.7 g/cm3 , ambayo ni kwa kiasi kikubwa chini ya wiani wa grafiti ( 2.3 g/cm3), na, hata zaidi, almasi (3.5 g/cm3). Hii ni kutokana na ukweli kwamba molekuli za fullerene ziko kwenye maeneo ya latiti ya fullerite ni mashimo.

Ni jambo la akili kudhani kwamba dutu inayojumuisha molekuli za ajabu kama hizo itakuwa na mali isiyo ya kawaida. Fuwele iliyojaa ina msongamano wa 1.7 g/cm3, ambayo ni kidogo sana kuliko msongamano wa grafiti (2.3 g/cm3) na, hata zaidi, almasi (3.5 g/cm3). Ndiyo, hii inaeleweka - baada ya yote, molekuli kamili ni mashimo.

Fullerite haijatofautishwa na juu shughuli za kemikali. Masi ya C60 inabakia imara katika anga ya argon ya inert hadi joto la utaratibu wa 1200 K. Hata hivyo, mbele ya oksijeni, oxidation muhimu inazingatiwa tayari kwa 500 K na kuundwa kwa CO na CO2. Mchakato huo, ambao hudumu kwa saa kadhaa, husababisha uharibifu wa kimiani ya fcc ya fullerite na kuundwa kwa muundo usio na utaratibu ambao kuna atomi 12 za oksijeni kwa molekuli ya awali ya C60. Katika kesi hii, fullerenes hupoteza kabisa sura yao. Katika joto la chumba oxidation hutokea tu wakati irradiated na photons na nishati ya 0.5 - 5 eV. Kumbuka nishati ya photon mwanga unaoonekana iko katika anuwai ya 1.5 - 4 eV, tunafikia hitimisho: fullerite safi lazima ihifadhiwe gizani.

Nia ya vitendo katika fullerenes iko katika maeneo tofauti. Kutoka kwa mtazamo wa mali ya elektroniki, fullerenes na derivatives yao katika awamu iliyofupishwa inaweza kuchukuliwa kama semiconductors ya aina ya n (pamoja na pengo la bendi ya karibu 1.5 eV katika kesi ya C60). Wanachukua mionzi vizuri katika eneo la UV na inayoonekana. Wakati huo huo, mfumo wa spherical conjugated -fullerenes huamua uwezo wao wa juu wa kutoa elektroni (mshikamano wa elektroni wa C60 ni 2.7 eV; katika fullerenes nyingi za juu huzidi eV 3 na inaweza kuwa ya juu zaidi katika baadhi ya derivatives). Yote hii husababisha riba kwa fullerenes kutoka kwa mtazamo wa matumizi yao katika photovoltaics ya awali ya mifumo ya wafadhili-kupokea kulingana na fullerenes kwa matumizi katika seli za jua (mifano yenye ufanisi wa 5.5% inajulikana), photosensor na vifaa vingine vya elektroniki vya Masi; inatekelezwa kikamilifu. Pia iliyosomwa sana, haswa, ni matumizi ya biomedical ya fullerenes kama mawakala wa antimicrobial na antiviral, mawakala wa tiba ya photodynamic, nk.

8. Ombwe (kutoka Kilatini ombwe - utupu) ni nafasi isiyo na maada. Katika uhandisi na fizikia inayotumika, utupu hueleweka kama chombo kilicho na gesi kwenye shinikizo la chini sana kuliko angahewa. Katika mazoezi, gesi yenye nadra sana inaitwa utupu wa kiufundi. Katika viwango vya macroscopic, utupu bora haupatikani katika mazoezi, kwa kuwa kwa joto la mwisho vifaa vyote vina wiani wa mvuke usio na sifuri. Aidha, vifaa vingi (ikiwa ni pamoja na chuma nene, kioo na kuta nyingine za chombo) huruhusu gesi kupita. Katika kiasi cha hadubini, hata hivyo, kufikia utupu bora kunawezekana kwa kanuni.

9. Almasi. Almasi (kutoka Kiarabu ألماس‎, ’almās, ambayo hupitia Kiarabu kutoka kwa Kigiriki cha kale ἀδάμας - "isiyoweza kuharibika") ni madini, aina ya kaboni allotropiki ya ujazo. Katika hali ya kawaida ni metastable i.e. inaweza kuwepo kwa muda usiojulikana. Katika utupu au gesi ajizi kwa joto la juu hatua kwa hatua hugeuka kuwa grafiti

Lati ya almasi ni kali sana: atomi za kaboni ziko ndani yake kwenye nodi za lati mbili za ujazo na nyuso zilizo katikati, zimefungwa sana kwa kila mmoja.

Graphite ina muundo sawa na kaboni, lakini muundo kimiani kioo yake si sawa na ile ya almasi. Katika grafiti, atomi za kaboni hupangwa katika tabaka, ndani ambayo kuunganishwa kwa atomi za kaboni ni sawa na asali. Tabaka hizi zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa urahisi zaidi kuliko atomi za kaboni katika kila safu. Kwa hiyo, grafiti hutoka kwa urahisi kwenye flakes, na unaweza kuandika nayo. Inatumika kwa utengenezaji wa penseli, na pia kama lubricant kavu inayofaa kwa sehemu za mashine zinazofanya kazi kwa joto la juu.

Inajulikana kuwa nyenzo ngumu zaidi ulimwenguni ni almasi. Hadi sasa, hii ilikuwa kweli, lakini sasa wanasayansi wanadai kwamba kuna dutu katika asili ambayo ni ngumu zaidi kuliko almasi. Madini ya nadra huundwa wakati wa milipuko ya volkeno.

Kiwanja adimu kiitwacho lonsdaleite, kama almasi, kina atomi za kaboni, huku kikiwa na madini magumu kwa 58% kuliko almasi.

Nyenzo inayoitwa boron nitrate wurtzite ilikuwa ngumu kwa 18% kuliko almasi ya kawaida, na lonsdaleite au almasi ya hexagonal ilikuwa ngumu kwa 58%.

Madini adimu ya lonsdaleite huundwa wakati meteorite iliyo na grafiti inaanguka chini, na boroni nitrati wurtzite huzaliwa wakati wa milipuko ya volkeno.

Ikiwa mawazo ya wanasayansi yanathibitishwa, basi hii inaweza kugeuka kuwa nyenzo muhimu zaidi ya tatu, kwani joto la juu boroni nitridi wurtzite inabakia kudumu zaidi. Nyenzo zinaweza kutumika katika kukata na kuchimba visima kwa joto la juu.

Inashangaza, lakini ni kweli: nitridi boroni ya wurtzite inadaiwa ugumu wake kwa kunyumbulika kwa vifungo vya atomiki. Wakati shinikizo linatumika kwa muundo wa nyenzo, vifungo vingine vya atomiki vinapangwa upya kwa 90% ili kupunguza shinikizo kwenye nyenzo.

Kabisa aina mpya almasi zilipatikana shukrani kwa ugunduzi wa masharti ya kuundwa kwa almasi ya meteorite

Jambo ni seti isiyo na kikomo ya vitu na mifumo yote iliyopo ulimwenguni, substrate ya mali yoyote, miunganisho, uhusiano na aina za harakati. Msingi wa maoni juu ya muundo wa ulimwengu wa nyenzo ni mbinu ya mifumo, kulingana na ambayo kitu chochote cha ulimwengu wa nyenzo, iwe atomi, sayari, kiumbe au galaksi, inaweza kuzingatiwa kama malezi ngumu, pamoja na sehemu za sehemu zilizopangwa. uadilifu.

Sayansi ya kisasa inabainisha viwango vitatu vya kimuundo duniani.

Ulimwengu mdogo ni molekuli, atomi, chembe za msingi - ulimwengu wa vitu vidogo sana, visivyoonekana moja kwa moja, utofauti wa anga ambao huhesabiwa kutoka 10 -8 hadi 10 -16 cm, na maisha ni kutoka kwa infinity hadi 10 -24. s.

Ulimwengu wa macroworld ni ulimwengu wa fomu thabiti na idadi inayolingana na wanadamu, pamoja na tata za fuwele za molekuli, viumbe, jamii za viumbe; ulimwengu wa vitu vingi, mwelekeo ambao unalinganishwa na kiwango cha uzoefu wa mwanadamu: idadi ya anga inaonyeshwa kwa milimita, sentimita na kilomita, na wakati - kwa sekunde, dakika, masaa, miaka.

Ulimwengu mkubwa ni sayari, muundo wa nyota, galaksi, metagalaksi - ulimwengu wa mizani na kasi kubwa ya ulimwengu, umbali ambao hupimwa kwa miaka nyepesi, na maisha ya vitu vya ulimwengu hupimwa kwa mamilioni na mabilioni ya miaka.

Na ingawa viwango hivi vina sheria zao maalum, ulimwengu mdogo, mkubwa na mkubwa umeunganishwa kwa karibu.

Katika kiwango cha hadubini, fizikia leo inasoma michakato ambayo hufanyika kwa urefu wa mpangilio wa 10 hadi minus kumi na nane ya nguvu ya cm, kwa muda wa mpangilio wa 10 hadi minus ishirini na pili nguvu ya s. Katika ulimwengu wa mega, wanasayansi hutumia vyombo kurekodi vitu vilivyo mbali na sisi kwa umbali wa miaka bilioni 9-12 ya mwanga.

Ulimwengu wa Microworld.

Hapo zamani za kale, Democritus aliweka mbele nadharia ya Atomiki ya muundo wa maada. Shukrani kwa kazi za J. Dalton, mali ya kimwili na kemikali ya atomi ilianza kuchunguzwa. Katika karne ya 19 D. I. Mendeleev aliunda mfumo wa vipengele vya kemikali kulingana na wao uzito wa atomiki.

Katika fizikia, dhana ya atomi kama elementi za mwisho zisizogawanyika za kimuundo ilitoka kwa kemia. Kwa kweli, masomo ya kimwili ya atomi huanza mwishoni mwa karne ya 19, wakati mwanafizikia wa Kifaransa A. A. Becquerel aligundua jambo la mionzi, ambalo lilijumuisha mabadiliko ya hiari ya atomi za vipengele vingine kuwa atomi za vipengele vingine. Mnamo 1895, J. Thomson aligundua elektroni, chembe iliyo na chaji hasi ambayo ni sehemu ya atomi zote. Kwa kuwa elektroni zina malipo hasi, na atomi kwa ujumla haina upande wa umeme, ilichukuliwa kuwa pamoja na elektroni kuna chembe chaji chanya. Kulikuwa na mifano kadhaa ya muundo wa atomi.

Sifa maalum za vitu vidogo zimetambuliwa, zimeonyeshwa mbele ya mali zote za corpuscular (chembe) na mwanga (mawimbi). Chembe za msingi ni vitu rahisi zaidi vya ulimwengu mdogo, vinavyoingiliana kwa ujumla. Zaidi ya aina 300 zinajulikana. Katika nusu ya kwanza ya karne ya ishirini. Photon, protoni, neutron ziligunduliwa, na baadaye - neutrinos, mesons na wengine. Tabia kuu za chembe za msingi: misa, malipo, maisha ya wastani, nambari za quantum. Chembe zote za msingi, zisizo na upande wowote, zina antiparticles zao - chembe za msingi ambazo zina sifa sawa, lakini hutofautiana katika ishara za malipo ya umeme. Wakati chembe zinapogongana, huharibiwa (maangamizi).

Idadi ya chembe za msingi zilizogunduliwa inaongezeka kwa kasi. Wameunganishwa katika "familia" (multiplets), "jenasi" (supermultiplets), "makabila" (hadroni, leptoni, fotoni, nk). Baadhi ya chembe huwekwa kulingana na kanuni ya ulinganifu. Kwa mfano, triplet ya chembe tatu (quarks) na triplet ya antiparticles tatu (antiquarks). Mwisho wa karne ya ishirini, fizikia ilikaribia uundaji wa mfumo wa kinadharia unaofaa ambao unaelezea mali ya chembe za msingi. Kanuni zinapendekezwa ambazo zinawezesha kutoa uchambuzi wa kinadharia wa anuwai ya chembe, ubadilishaji wao, na kuunda. nadharia ya umoja kila aina ya mwingiliano.

Microcosm ni molekuli, atomi, chembe za msingi- ulimwengu wa vitu vidogo sana, visivyoonekana moja kwa moja, utofauti wa anga ambao huhesabiwa kutoka 10-8 hadi 10-16 cm, na maisha ni kutoka kwa infinity hadi 10-24 s.

Macrocosm ni ulimwengu wa fomu na idadi thabiti inayolingana na wanadamu, pamoja na tata za fuwele za molekuli, viumbe, jumuiya za viumbe; ulimwengu wa vitu vingi, mwelekeo ambao unalinganishwa na kiwango cha uzoefu wa mwanadamu: idadi ya anga inaonyeshwa kwa milimita, sentimita na kilomita, na wakati - kwa sekunde, dakika, masaa, miaka.

Megaworld ni sayari, tata za nyota, galaksi, metagalaxi- ulimwengu wa mizani na kasi kubwa za ulimwengu, umbali ambao hupimwa katika miaka ya mwanga, na maisha ya vitu vya nafasi hupimwa kwa mamilioni na mabilioni ya miaka.

Na ingawa viwango hivi vina sheria zao maalum, ulimwengu mdogo, mkubwa na mkubwa umeunganishwa kwa karibu.

Ulimwengu wa Microworld. Democritus hapo zamani aliweka mbele nadharia ya Atomiki ya muundo wa jambo, baadaye, katika karne ya 18. ilihuishwa tena na mwanakemia J. Dalton, ambaye alichukua uzito wa atomiki wa hidrojeni kuwa moja na kulinganisha uzito wa atomiki wa gesi nyingine nayo. Shukrani kwa kazi za J. Dalton, mali ya kimwili na kemikali ya atomi ilianza kuchunguzwa. Katika karne ya 19 D.I. Mendeleev aliunda mfumo wa vipengele vya kemikali kulingana na uzito wao wa atomiki.

Historia ya utafiti kuhusu muundo wa atomi ilianza mwaka wa 1895 kutokana na ugunduzi wa J. Thomson wa elektroni, chembe yenye chaji hasi ambayo ni sehemu ya atomi zote. Kwa kuwa elektroni zina malipo hasi, na atomi kwa ujumla haina upande wa umeme, ilichukuliwa kuwa pamoja na elektroni kuna chembe chaji chanya. Uzito wa elektroni ulihesabiwa kuwa 1/1836 ya wingi wa chembe yenye chaji chanya.

Kulikuwa na mifano kadhaa ya muundo wa atomi.

Mnamo 1902, mwanafizikia wa Kiingereza W. Thomson (Bwana Kelvin) alipendekeza mfano wa kwanza wa atomi - malipo mazuri yaliyosambazwa kwa kutosha. eneo kubwa, na elektroni huingizwa ndani yake, kama vile “zabibu katika pudding.”

Mnamo 1911, E. Rutherford alipendekeza mfano wa atomi unaofanana na mfumo wa jua: katikati kuna nucleus ya atomiki, na elektroni huizunguka katika obiti zao.

Kiini kina chaji chanya na elektroni zina chaji hasi. Badala ya nguvu za mvuto zinazofanya kazi katika mfumo wa jua, nguvu za umeme hufanya kazi katika atomi. Chaji ya umeme kiini cha atomi, nambari sawa na nambari ya serial katika mfumo wa upimaji wa Mendeleev, inasawazishwa na jumla ya malipo ya elektroni - atomi haina upande wowote wa umeme.

Mifano zote mbili hizi ziligeuka kuwa za kupingana.

Mnamo 1913, mwanafizikia mkuu wa Denmark N. Bohr alitumia kanuni ya quantization kutatua tatizo la muundo wa atomi na sifa za spectra ya atomiki.

Mfano wa N. Bohr wa atomi ulitokana na mfano wa sayari ya E. Rutherford na nadharia ya quantum ya muundo wa atomiki iliyoanzishwa naye. N. Bohr alitoa dhana kuhusu muundo wa atomi, kwa kuzingatia machapisho mawili ambayo hayapatani kabisa na fizikia ya kitambo:

1) katika kila atomi kuna hali kadhaa za stationary (katika lugha ya mfano wa sayari, kadhaa mizunguko ya stationary elektroni, kusonga pamoja na ambayo elektroni inaweza kuwepo bila kutoa;

2) wakati mabadiliko ya elektroni kutoka hali moja ya stationary hadi nyingine, atomi hutoa au inachukua sehemu ya nishati.

Mwishowe, kimsingi haiwezekani kuelezea kwa usahihi muundo wa atomi kulingana na wazo la obiti za elektroni za uhakika, kwani mizunguko kama hiyo haipo.

Nadharia ya N. Bohr inawakilisha, kana kwamba, mpaka wa hatua ya kwanza katika maendeleo ya fizikia ya kisasa. Hii ni juhudi ya hivi punde zaidi ya kuelezea muundo wa atomi kulingana na fizikia ya kitambo, ikiongezewa na idadi ndogo tu ya mawazo mapya.

Ilionekana kuwa machapisho ya N. Bohr yalionyesha baadhi ya sifa mpya, zisizojulikana za jambo, lakini kwa kiasi. Majibu ya maswali haya yalipatikana kama matokeo ya maendeleo ya mechanics ya quantum. Ilibadilika kuwa mfano wa atomiki wa N. Bohr haupaswi kuchukuliwa halisi, kama ilivyokuwa mwanzoni. Michakato katika atomi, kimsingi, haiwezi kuwakilishwa kwa macho kwa namna ya mifano ya mitambo kwa mlinganisho na matukio katika macrocosm. Hata dhana za nafasi na wakati katika fomu iliyopo katika ulimwengu wa macroworld iligeuka kuwa haifai kwa kuelezea matukio ya microphysical. Atomi ya wanafizikia wa kinadharia ilizidi kuwa jumla ya milinganyo isiyoweza kuonekana.

Tabia zao kuu ni kama ifuatavyo. 1) Ulimwengu mdogo. Vitu vyake (chembe halisi na za kawaida za msingi, atomi za kibinafsi na molekuli) zina vipimo vya microscopic, i.e. kwa ujumla isiyo na uwiano chini ya mtu Na mifumo ya kijamii, viumbe hai kwenye sayari na mifumo yao ya jamii.

2) Macroworld. Vitu vyake vinawakilishwa na mifumo ya kibaolojia na kijamii ya Dunia, kuanzia viumbe binafsi vijidudu

mimea, wanyama, binadamu n.k. na hadi wengi mifumo tata- biosphere na sociosphere. 3) Megaworld. Inajumuisha vitu ambavyo havilingani saizi kubwa kuliko mifumo ya kibaolojia na kijamii. Hizi ni sayari, nyota, galaksi, makundi yao mbalimbali, pamoja na ulimwengu wote unaoonekana (hadi sasa), au Metagalaxy. Taipolojia hii ya Mfumo wa Ulimwengu imeenea sana katika fasihi ya kisayansi na kifalsafa juu ya NCM na falsafa. Kwa kuongezea, katika visa kadhaa, aina zingine za Ulimwengu zinajulikana kwa msingi sawa, kwa mfano, Midimir, Mesoworld (ambayo itajadiliwa hapa chini). Inapaswa kusisitizwa kuwa aina za metric za Dunia hutofautiana kutoka kwa kila mmoja si kwa ukubwa tu, bali pia katika metriki ya tabia, yaani, vigezo vya spatio-temporal na mali zinazohusiana. Hii, kwa mfano, imeonyeshwa vizuri katika monograph na A.M. Moste-panenko "Nafasi na uwanja katika ulimwengu mkubwa, mega- na microworld".

Kwa mtazamo wa kwanza, vitu ambavyo vinaweza kujulikana na sayansi leo havilinganishwi. Kwa macho yake ya kudadisi, mtu hupenya katika ulimwengu wa molekuli, atomi, na chembe za msingi, ambazo ukubwa wake, ikilinganishwa na mtu, ni 10 IS -10 IS mara ndogo. Kwa upande mwingine, masomo anga ya nje na vitu vya Nafasi - sayari, nyota, galaksi, nguzo zao, Ulimwengu unaoonekana, ambao ni takriban 10 2 S -1Q mara 26 zaidi kuliko mtafiti na jamii yenyewe. Kulinganisha uwezo wa utambuzi sayansi ya kisasa, mwanaastronomia maarufu B. A. Vorontsov-Velyaminov anaandika katika kitabu chake “Essays on the Universe” (M., 1980, p. 598). "Mifumo ya kusoma, mwanadamu alifikia kiini cha atomiki, ambacho kina kipenyo cha cm 10 ~ 13, i.e. takriban 10 IS ndogo kuliko yeye mwenyewe. Kusoma mifumo ambayo yeye mwenyewe ni sehemu yake, hukutana na mfumo 10 mara 15 kubwa tayari katika mfumo wa Mfumo wa Jua (kipenyo cha Mfumo wetu wa Jua unaojulikana kwetu sasa, kusema madhubuti ... ni 10 15 cm tu) . Kipenyo cha sehemu ya Metagalaksi inayojulikana kwetu sasa ni karibu 10 28 cm Katika eneo la Nafasi, tumepenya, kwa maneno mengine, mara milioni 100 zaidi kuliko katika eneo la Microworld ya chembe ndogo zaidi. Hata hivyo, sifa za mifumo mikubwa zaidi duniani hupatikana kwa wanaastronomia tu kupitia uchunguzi wa chembe ndogo zaidi zilizochunguzwa na fizikia. Lakini hata katika utafiti wa Microworld hii, uchunguzi wa michakato katika Cosmos, kuchukua nafasi ya majaribio ambayo haiwezekani katika maabara, huleta msaada mkubwa. Wakubwa na wadogo wameunganishwa katika umoja wa asili.”

Mizani ya anga ya Ulimwengu na saizi za mifumo kuu inayotambulika ya Ulimwengu inaweza kuwakilishwa na jedwali, ambapo saizi hutolewa kwa mita, kwa kutumia nambari takriban ndani ya mpangilio sawa ( Dhana za Karpen-kov S.Kh. sayansi ya kisasa ya asili. M., 1997, p. 65 na vyanzo vingine):

Radi ya Ulimwengu inayoonekana kwetu,

au upeo wa macho wa ulimwengu 10 26

Kipenyo cha Galaxy yetu ni 10 21

Umbali kutoka Duniani hadi Jua 10 11

Kipenyo cha Jua 10 9

Kipenyo cha Dunia 10 7

Ukubwa wa mtu 10 0

Kipenyo cha seli 10 -4 -10 -5

Urefu wa wimbi la mwanga unaoonekana 10 -6 -10 -7

Virusi ukubwa 10 -6 -10 -8

Kipenyo cha atomi ya hidrojeni 10 -10

Kipenyo cha kiini cha atomiki 10 -15

Umbali wa chini unaopatikana

leo vipimo vyetu ni 10 -18

Kwa hiyo, uwiano wa ukubwa mkubwa hadi mdogo unaopatikana kwa uchunguzi wa kisayansi leo ni maagizo 44 ya ukubwa. Kutoka kwa nafasi zilizobainishwa za anga, ulimwengu wa Macro kama ulimwengu wa vitu unaolingana na wanadamu - mifumo ya kibaolojia na kijamii - ni muundo tofauti sana, mpana. Inajumuisha mifumo ya kibayolojia kutoka kwa seli hadi kwa biocenoses na biosphere kama nyanja ya uso wa Dunia nzima, pamoja na mifumo ya kijamii kutoka kwa wanadamu hadi mataifa na sociosphere. Kwa hivyo, tu katika Macrocosm umbali unageuka kulinganishwa, kwa upande mmoja, na saizi ya seli au hata virusi (fuwele hai za kikaboni), na kwa upande mwingine, na kipenyo cha Dunia (biosphere na sociosphere), na kupanua kutoka 10" -10" 6 hadi 10 7 m, i.e. inajumuisha takriban maagizo 12. Kwa Microworld, uwiano wa kubwa zaidi (kuanzia 1 (G 5 m, yaani, ukubwa wa seli) na ndogo zaidi (10 ~ 18) ni amri 13 za ukubwa, na katika Ulimwengu wa Mega, kwa mtiririko huo, kutoka 10 hadi 10 26. m - 19 amri!

Kwa vile tofauti ndogo ndogo, macro- na mega-umbali, hatua zinazofanana za urefu hutumiwa. Kwa hiyo, katika ulimwengu wa microobjects, milimita, microns, na angstroms hutumiwa. Ikiwa millimeter ni 0.001 m, basi micron ni 0.001 mm au Iff * m 10"" ° m. Na katika ulimwengu wa vitu vya angani, vitengo vya umbali kama vile kitengo cha unajimu, mwaka wa mwanga na parsec hutumiwa. Kitengo cha unajimu (AU), kinachotumiwa mara nyingi zaidi katika utafiti wa mfumo wa jua, ni umbali kutoka kwa Dunia hadi Jua sawa na kilomita 149,600,000, au takriban 1.5 10 1 "m. Mwaka wa mwanga ni umbali ambao miale ya mwanga , kusonga kwa kasi ya 300,000 km / sec, hupita kwa mwaka, ambayo inafanana na 9.46 10 17 km, au takriban kilomita bilioni 10,000, au 10 16 m Parsec (ps) ni kitengo cha vipimo vya cosmological sawa na 3.26 miaka mwanga(Fizikia ya Nafasi. M., 1986).

Kwa mfano, kipenyo cha Galaxy yetu, inayoitwa Milky Way, ni karibu miaka 100,000 ya mwanga, na unene wake ni mara 10-15 chini Ina karibu nyota bilioni 150. Kwenye mizani hii, mfumo wetu wa Jua unaonekana kama chembe ndogo tu ya mfumo mkuu wa ulimwengu kama huo. Idadi ya nyota katika Galaxy kwa ujumla inalinganishwa na idadi ya seli katika kiumbe cha seli nyingi, kwa mfano, mwanadamu. Kwa hivyo, kutoka kwa nafasi hizi, Galaxy inaweza kuzingatiwa kama superorganism kubwa ya ulimwengu,

na makundi mbalimbali ya galaksi - kama idadi ya watu na cosmocenoses (jamii) ya viumbe vile vya juu. Katika eneo lililogunduliwa vizuri la anga, kwa umbali hadi 1500 MPC, kuna galaksi bilioni kadhaa (kwa kulinganisha, ubinadamu kwa suala la idadi ya watu mwishoni mwa karne ya 20 inakaribia watu bilioni 6)

Masafa ya muda hutofautiana sana katika mifumo inayochunguzwa, ambayo inaweza kupimwa kwa sekunde, dakika, saa, miaka, karne, mamilioni na mabilioni ya miaka. Ikiwa maisha ya mtu hupimwa katika makumi kadhaa ya miaka, ya microbe - katika makumi ya dakika, basi umri wa Ulimwengu unaoonekana umedhamiriwa kuwa takriban miaka bilioni 20, na maisha ya chembe nyingi za msingi ni takriban 10 - 6 - 10 - "° sec. Kwa upande mwingine, katika Microworld, nyakati Maisha ya chembe tofauti za msingi zina tofauti kubwa sana. Miongoni mwao kuna chembe za muda mfupi sana, kwa mfano, kikundi cha chembe za msingi za resonant. Maisha yao ni sekunde 10 - 3 Wakati huu wanaweza kuruka umbali wa utaratibu wa 10 - 13 cm (ambayo inalingana na ukubwa wa protoni , na kisha kufa kwa dakika kadhaa). 0 s). mabilioni ya miaka iliyopita Kama sheria, muda wa kuishi wa chembe "huamuliwa na asili ya nguvu zinazosababisha kuoza, na inategemea kiasi cha nishati iliyotolewa katika kuoza muda zaidi chembe za maisha Hivyo, mesons na baryons. kuoza kwa sababu ya michakato kali ya mwingiliano, kuwa na maisha mafupi yasiyo ya kawaida - 10 -22 -10 -23 s. Muda wa maisha wa chembe kuoza kutokana na mwingiliano wa sumakuumeme- 10- 16 -10- 20 s. Muda wa uhai wa chembe kuoza kwa mwingiliano dhaifu ni mrefu zaidi - 10-"° - 10- 8 s, muon 2" 10 6 s, na neutroni - 10 3 s" ( Fizikia ya Nafasi, p. 186).

Bila msaada wa vyombo, hisia zetu zina uwezo wa kuona sehemu ndogo sana ya Mfumo wa Dunia, hasa kwa namna ya vitu vinavyozunguka Dunia na mionzi kutoka sehemu inayoonekana ya wigo wa jua. Kwa hivyo, A.V. Svetlov anaandika: “Mafanikio ya sayansi kama vile fizikia ya quantum na fizikia ya chembe za msingi katika uchunguzi wa Microworld huwapa wanasayansi sababu za kutangaza kwa ujasiri kamili kwamba atomu iliyoshikamana zaidi ya atomu zote za jambo ni atomu ya hidrojeni. Ili kufikiria uwiano wa ukubwa wa muundo huu, hebu tuongeze kwa mara bilioni 1,000! Halafu katikati kutakuwa na mpira wa dhahania na kipenyo cha mm 16, na "mpira" wa pili, unaotambulisha elektroni (sehemu ya kati ya wingu la elektroni - E.U.), itakuwa na kipenyo cha 5.6 mm na "kuruka." kuzunguka” kiini katika obiti yenye kipenyo cha mita 53. Inageuka kuwa ni 99.999. % atomi lina utupu. Na hii ndiyo "mnene" zaidi, kwa kusema, atomi. Kwa hivyo, msongamano na kutoweza kupenyeka kwa vitu vinavyotuzunguka sio chochote zaidi ya udanganyifu (Maya), iliyoundwa na muundo maalum wa viungo vyetu vya hisia." Viungo vya hisia tofauti hupangwa kwa namna ambayo kila mmoja wao hupangwa

vibration ya mazingira ya mzunguko fulani, kufanya kazi juu ya kanuni ya uma tuning. Sayansi inajua vizuri kwamba kuna idadi kubwa ya vibrations (fluctuations) juu na chini ya makundi haya ya mawimbi, frequencies, nk.

Kwa hiyo, kuna mwanga mwingi ambao hatuwezi kuona, sauti nyingi ambazo sikio letu halioni, pamoja na ishara nyingine nyingi na vyombo vya ulimwengu vya maagizo tofauti ambayo hayatambuliwi na hisia zetu. "Kwa hivyo tunaanza kuelewa kwamba mitetemo ambayo tunaona na kusikia ni kama vikundi viwili vidogo vya nyuzi ndogo zilizochukuliwa kutoka kwa kinubi kikubwa, ambacho saizi yake haina mwisho: na tunapozingatia ni kiasi gani tumeweza. kujifunza na ni kwa kiasi gani tumekamilisha makato kutoka kwa vifungu hivi vidogo, tutafikiria kwa ufinyu ni uwezekano gani unaweza kuwa mbele yetu kama tungeweza kutumia jumla kubwa na ya ajabu. . Majaribio ya X-rays ni mifano ya matokeo ya kushangaza ambayo hupatikana wakati hata kidogo sana ya vibrations hizi za ziada zinapatikana kwa mtu Jifunze kuona kwa msaada wa eksirei pamoja na zile ambazo kwa kawaida tunazitumia vya kutosha kuwezesha kila mtu kufanya ujanja wa aina hii" [ibid., p. 25] Au, kwa mfano, uwepo katika mtu wa mali ya echolocation asili katika popo, au hisia ya maono ya infrared inapatikana katika idadi ya reptilia, ingeweza kumruhusu kwa uhuru navigate na kutenda kikamilifu katika giza kamili.

Wakati wa kuelewa uwezekano mpya wa kupenya katika maeneo ambayo bado hayajagunduliwa ya Ulimwengu, ulimwengu wa ajabu, inayoitwa na watafiti tofauti (ikiwa ni pamoja na "sambamba", virtual, "anti-ulimwengu", nk.) Lakini, kama Ch Leadbeater anavyobainisha. "Hatupaswi, tunapofikiria juu yao, kufikiria aina mpya na ya kushangaza ya jambo, lakini tunapaswa kufikiria tu jambo la kawaida la mwili, ambalo hutolewa na kutenda haraka sana hivi kwamba hutuletea hali na mali mpya kabisa" [imetajwa kutoka 254. , uk. 25].

Kama utaalam wa jumla wa Ulimwengu wa Micro-, Macro- na Mega-World, ikumbukwe kwamba wanasoma sehemu tofauti na majimbo ya Mfumo wa Ulimwengu, na kwa hivyo, ikiwa shida za kila Ulimwengu kama huo zinazingatiwa "kutoka ndani" , kutoka kwa nafasi nyembamba, basi kutofautiana kwa dhahiri kunakuja mbele, kutofautiana kwa hitimisho kuhusu mali ya Ulimwengu wa metri tofauti, kutowezekana kabisa kwa kuunganisha, kwa mtazamo wa kwanza, nyenzo zisizoweza kulinganishwa. Kama ilivyoonyeshwa na A.V. Svetlov, kama kielelezo cha wazo hili, mtu anaweza kutaja mfano unaojulikana wa vipofu watatu ambao walijaribu kuelezea nini tembo ni kwa kumkaribia kutoka pande tatu tofauti wa kwanza alikaribia mguu wa mnyama na, akihisi, alisema : "Tembo ni kitu kikubwa, kama safu! Wa pili akamsogelea mkonga na kusema: "Tembo ni kitu chenye kunyumbulika na kinachotembea, kama nyoka!" Na wa tatu, akigusa mkia, akasema: "Marafiki, nyote wawili mmekosea. Tembo ni kamba." Ikiwa tutazingatia shida kwa ujumla, kutoka kwa msimamo wa kimfumo-synthetic, zinageuka kuwa ndani sayansi mbalimbali, Na pande mbalimbali sehemu tofauti, sehemu za Mfumo wa Umoja wa Dunia zilijifunza. A

Kazi kuu leo ni ujumuishaji wa kifalsafa na kisayansi wa sehemu tofauti katika zima.

Inapaswa kusisitizwa kuwa maalum ya Microworld na Macroworld ni kama ifuatavyo. Maarifa kuhusu Ulimwengu Mdogo yamekuja hasa katika uwanja wa ujuzi wa Ulimwengu wa nishati, au Suala Lililosambaratika, Dawa Isiyo na Mwili (katika hali ya lengo na ya kibinafsi). Sheria za Ulimwengu wa Nishati zinatumika hapa. Kinyume chake, katika Macroworld Ulimwengu wa vitu ulisomwa hapo awali (na, hapo awali, katika toleo la passiv, katika mfumo wa utaratibu) kwa njia na njia zake, ambazo ziliacha alama ya asili juu ya maarifa yote yaliyopatikana kwa njia hii. . Lakini kwa kuzingatia utambuzi wa mwendelezo na uadilifu wa Ulimwengu, inapaswa kutambuliwa kwamba kati ya pande tofauti za Moja kuna mabadiliko mengi ya pande zote za Dutu Amilifu ya Ulimwengu, mwingiliano wa sehemu. Sayansi inazidi kupenya mipaka hii, maeneo ya kiolesura na kutambua aina zisizobadilika katika mabadiliko ya maarifa. Ni maeneo haya ya mpaka ambayo yanageuka kuwa ya urithi zaidi na kuunda msingi wa ushirikiano wa ulimwengu wote katika ONCM na katika Synthetic CM.

Umaalumu wa Megaworld ni kwamba iko karibu tuli (kulingana na yetu viwango vya kidunia) hali, sehemu kubwa za Ulimwengu unaozingatiwa zinajulikana. Lakini ikiwa tunakubali kwamba Mmoja anatambulika kwa kubwa na ndogo, maalum hii inageuka kuwa si kikwazo, lakini hatua nyingine yenye matunda katika ufunuo wa Siri Kuu za Cosmos. Wakati huo huo, mienendo inayowezekana ya muundo mkuu wa Megaworld inapendekezwa na Macroworld, na Microworld katika muundo wake mdogo wa utupu (proto-nishati), kwa jumla yao, tena "hutoka" kwa Megaworld na huamua sehemu ya utupu. mali ya Ulimwengu mkubwa, inayoonyesha jinsi nishati "safi" kawaida hubadilika kuwa dutu "safi" na kinyume chake. Kwa hivyo, sio utafiti wa "mapambano" ya mwelekeo "hadi mwisho wa ushindi (yaani mbaya katika upande mmoja)," lakini maelekezo ya utambuzi ambayo yanazidi kuwa ya urithi na yenye kuzaa matunda. Wale wa mwisho mwanzoni ni wenye utu na wavumilivu. Hapa watafiti hawaachi kudhulumiana hata kwa uchambuzi wa ubunifu maoni yanayopingana, kuzingatia thamani ya utambuzi wa chembe za thamani za ukweli usio wa kawaida, ambayo, kama inavyojulikana, kuzaliwa kwa ujuzi mpya kunawezekana zaidi.

Katika Microworld ya nafasi ya kuwepo mifumo ya mtu binafsi(vitu vidogo) vina vipimo vidogo sana, vya hadubini. Kasi ya uenezi wao ni ya juu sana na inalinganishwa na kasi ya mwanga -300,000 km / s, na kulingana na wengine. hypotheses za kisayansi, kunaweza pia kuwa na harakati zilizo na kasi kubwa zaidi (kinachojulikana harakati za superluminal tachyons na kadhalika. chembe, ikiwa ni pamoja na kasi ya superluminal harakati katika mazingira ya nishati ya kimataifa - utupu wa kimwili). Sheria za classical za fizikia (mechanics, nk) za Macroworld hazitumiki hapa, na kuwepo kwa vitu vidogo - mawimbi ya nishati, chembe za msingi za mtu binafsi, atomi, molekuli zinaelezewa na sheria za fizikia ya uhusiano, fizikia ya quantum, fizikia ya chembe na fizikia ya nyuklia. Katika Microworld,

Tofauti na Macroworld na Megaworld, kanuni ya Heisenberg inatumika, kulingana na ambayo kwa microobject haiwezekani kuamua mara moja kwa usahihi vigezo vyake kuu - kasi, kasi, kuratibu. Kwa usahihi zaidi moja ya vigezo viwili imedhamiriwa, ndivyo nyingine inakuwa isiyo na uhakika na kinyume chake. Inavyoonekana, kitendawili hiki kimedhamiriwa na ukweli kwamba katika vitu vidogo vitu muhimu, zaidi ya katika Macro- na Megaworlds, inawakilisha umoja usioweza kutenganishwa, kwa upande mmoja, wa sehemu ya molekuli (dutu ya mwili, au jambo lililojilimbikizia na kupumzika kutamka. molekuli), lakini kwa idadi ndogo isiyoweza kupotea, na kwa upande mwingine, sehemu isiyo na misa ya nguvu (dutu isiyo na mwili, vitu vilivyotawanyika na misa isiyokuwepo au karibu haipo). Umoja wa nguvu uliowekwa (pamoja na kasi ya karibu ya mwanga wa mabadiliko ya majimbo na vigezo) inaongoza kwa ukweli kwamba katika maeneo ya "hatua" ya Microworld molekuli huendelea kubadilika kuwa isiyo na wingi na kinyume chake. Ndio maana haiwezekani kutumia sifa za "misa" (kwa mfano, kasi) au "isiyo na misa" (kwa mfano, sifa za anga - za utupu) katika utafiti hapa, sifa hizi hubadilika kuwa kila mmoja, zikibadilisha uliokithiri vigezo vya polar "classical".

Kwa hiyo, katika pointi hizo zilizosomwa za Microworld, inaonekana, haiwezekani kufafanua wazi nafasi na wakati tofauti, kwani kwa sehemu huunganisha katika mwingiliano wa nguvu. Nafasi yenyewe ya chembe ndogo (sehemu inayolingana ya utupu wa mwili) inaweza kupita vizuri, bila mpaka uliofafanuliwa wazi, kupita kwenye nafasi ya mazingira ya nguvu inayozunguka (utupu wa mwili) hivi kwamba inakuwa shida sana kuamua kiunganishi kati ya awamu " microparticle - energetic environment” Na pale inapowezekana kiasi Kwa hakika kukokotoa kasi ya chembe, uhakika wa anga hupoteza maana yake, na kinyume chake. Sehemu ya nafasi (nishati isiyo na wingi ya utupu wa kimwili) imejilimbikizia, hupita kutoka kwa hali halisi hadi halisi na imejumuishwa na microquanta katika nishati ya uwezo wa microparticle, i.e. kwa wingi, sehemu ya mwili, na pia kwenda michakato ya nyuma. Kwa hivyo, kwa lazima, sheria za "sawa" zilizojilimbikizia (misa, jambo) na "safi" zilizotawanyika (bila wingi, nishati) zinakiukwa. Kwa mfano, sehemu kubwa ya dutu ghafla "bila mahali" hupokea nishati ya ziada. Inaonekana kwamba “kitu huzaliwa bila kitu.” Kwa kweli, nishati ya jumla ya jambo muhimu haipotei au kuonekana kutoka popote. Inapita tu kutoka kwa fomu moja ya ubora hadi fomu nyingine mbadala (incorporeal hupita kwenye corporeal na kinyume chake). Katika kiwango cha macroscopic, hii inaonyeshwa na formula ya ulimwengu wote E = mс 2.

Kwa hiyo, ukiukwaji unaoonekana wa sheria za uhifadhi katika ngazi ndogo huelezewa na kutofautiana kwa njia inayofanana ya epistemological kwa matukio ya Microworld. Yaani, utafiti unazingatia upande mmoja tu wa uwepo wa ulimwengu wa kusudi - jambo kubwa, lakini inasisitiza kutokuwepo kwa nyingine (jambo lisilo na uzito). Hili la mwisho limelinganishwa kimakosa kabisa (kwa uwazi au kwa uwazi) hasa na “tupu.

toge" au hadi sifuri, ambayo husababisha matokeo yasiyo na mantiki. Inavyoonekana, pengo hili linaanza kuzibwa dhana za kisasa utupu wa kimwili.

Kwa kuongezea, uwili wa chembe-wimbi wa vitu ni muhimu sana. Ili kuelewa vitu vidogo, sayansi kama vile quantum na fizikia ya wimbi. Katika chembe za msingi, ni ngumu kutofautisha au kutoweza kutofautishwa kabisa (kwa msaada wa mbinu za kisasa) mfumo na mazingira, ambapo hakuna mgawanyiko wazi wa awamu, kama katika Macroworld. Kwa mfano, katika baadhi ya miundo pekee (Bohr, n.k.) ndipo elektroni inawakilishwa kama chembe iliyobainishwa wazi. Kwa kweli, iko katika mfumo wa kusonga kila wakati (hata katika obiti za elektroni za atomi) wingu la elektroni, na kwa viwango tofauti wiani wa sehemu zake, ambapo wiani wa juu zaidi unaonyesha eneo la microobject iliyotolewa kwa ujumla. Kwa kuongeza, karibu haiwezekani kurekebisha kuratibu halisi za vitu vidogo kwenye mionzi. Kwa hiyo, fizikia hasa haitumii njia zenye nguvu(kama ilivyo katika hali nyingi katika Macroworld au Megaworld), lakini takwimu za uwezekano.

Tatizo la uchunguzi wa matukio inaonekana kwa njia tofauti kabisa. Hata kwa msaada wa mbinu za juu zinazotumiwa katika Microworld, inaonekana kuwa vigumu sana sio tu kuchunguza moja kwa moja, lakini hata kuchunguza chembe za kibinafsi (kwa mfano, neutrino inayopenya yote au chembe za resonant). Mara nyingi, kugundua na kusoma kwa vitu vidogo hufanyika kwa kutumia njia zisizo za moja kwa moja (kwa mfano, kwa njia ya prints kwenye picha). Kwa hivyo sana ushawishi mkubwa katika jaribio, mbinu ya uchunguzi, vifaa vinavyotumiwa na vitendo vya utafiti vya mwangalizi mwenyewe, ambayo inaweza kubadilisha kwa kiasi kikubwa sifa za lengo la vitu vidogo vya asili na kugeuza ujuzi kutoka kwa ukweli. Tatizo maalum la Microworld hutokea: usafi wa uchunguzi na majaribio, uwezo wa kutambua sifa za kweli, zisizopotoshwa za kitu kilichozingatiwa.

Kwa kuongeza, katika uelewa wetu wa kawaida wa "macroscopic" wa ukweli, Microworld ni ulimwengu wa paradoksia. Kwa upande mmoja, ina sifa ya vitu vidogo vya msongamano mkubwa, kama vile neutroni na protoni, na vile vile nuclei za atomi zinazojumuisha. Kwa upande mwingine, hii ni dutu iliyotawanywa sana - utupu wa mwili, ambao ulijadiliwa hapo juu na mali ambayo bado haijulikani wazi. Kwa upande mmoja, katika Microworld kuna vitu vidogo sana - atomi, chembe za msingi, na kwa upande mwingine, vitu vyake vilivyotawanyika vinaenea kwa namna ya Mazingira ya Nishati ya Dunia katika Ulimwengu wote, kuijaza na hivyo kuunganisha na Megaworld.

Lakini kwa usahihi dunia hii paradoksia, fursa iliibuka ya kuunganisha kile kilichoonekana kuwa “si cha umoja.” Dhana za uwiano wa quantum zimeonyesha mfano classic usanisi wa nadharia za polar corpuscular na mawimbi ya mwanga katika dhana ya uwili wa mawimbi ya corpuscular.

Idadi ya kisasa maelekezo ya syntetisk muunganisho wa mwingiliano ambao mara moja haulinganishwi - kiasi-

sumakuumeme na mwingiliano dhaifu ndani ya dhana ya mwingiliano wa umeme, basi - utaftaji wa ubunifu wa Umoja Mkuu na mwingiliano wa mvuto na nguvu, na katika miaka ya hivi karibuni - Mchanganyiko Mkuu wa mwingiliano wote katika nadharia za Utupu wa Kimwili,

Tofauti na Microworld, Macroworld, kwa sababu ya ukweli kwamba inalingana na somo la utambuzi - mwanadamu, imesomwa kikamilifu na sayansi. Inajumuisha asili na vifaa vya kijamii, ukubwa ambao hutoka kwa ukubwa wa fomu za awali za seli (kwa mfano, virusi), seli hai na kiumbe cha seli moja kwa biosphere na sociosphere kama muundo muhimu wa sayari. Vitu vingi vya Macroworld vinaweza kuonyeshwa kupitia uchunguzi wa moja kwa moja (isipokuwa miundo ya unicellular na subcellular). Haya ni maeneo ya kutawala kwa suala mama kwenye sayari, au Ulimwengu wa Dutu. Kwa hiyo, msingi hapa ni muundo wa nyenzo wa vitu, na nishati maalum pia huhusishwa na hali fulani ya ubora wa suala. Kanda ya Macroworld ni eneo la asili ya kikaboni kwenye uso wa Dunia, nyanja ya maisha ya kibaolojia na kijamii.

Ingawa kwa kila mtu jambo la kikaboni inayojulikana na muundo wa atomiki-Masi (kama udhihirisho wa msingi mmoja wa physico-kemikali ya Microworld), msingi maalum wa Masi huundwa hapa kutoka kwa vitu vya kikaboni, zisizo za metali - kaboni, hidrojeni, oksijeni, nitrojeni, sulfuri, nk. Kwa sababu ya mali ya atomi za kaboni kuunda minyororo anuwai, moja kwa moja au yenye matawi, miundo ya pete, nk. molekuli za kikaboni kufikia ukubwa mkubwa (kwa ukubwa wa Microworld), baadhi yao (kwa mfano, urefu wa "strand" ya molekuli ya maisha ya DNA) hugeuka kulinganishwa na miundo ya subcellular - organelles, kwa mfano, kiini cha seli, hasa wakati wa shughuli kubwa zaidi (kwa mfano, katika awamu ya mgawanyiko wa seli). Kama matokeo, molekuli za kibaolojia (kibiolojia) huwa wabebaji maalum wa shughuli za kibaolojia na kijamii - maisha ya kikaboni.

Kuwa na shughuli za juu, biomolecules hupata uwezo wa kujilimbikiza fomu tofauti nishati ya jua ya cosmic na kuibadilisha kuwa aina maalum za nishati ya viumbe hai mbalimbali, na pia katika nishati ya biotic ya molekuli za DNA na RNA, ambayo huamua mgawanyiko wa seli, uzazi wa viumbe vya biotic na kijamii, na, kwa ujumla, biotic na maisha ya kijamii. . Ukuzaji unaoendelea wa mifumo ya kunyonya aina za bure za nishati mazingira ya nje katika wanyama, na kisha katika viumbe vya kijamii, huunda ubadilishanaji maalum wa nishati kati ya viumbe hai na mazingira, huamua kuonekana kwa miundo yenye utajiri wa nishati kwa namna ya seli za ujasiri na mfumo wa neva wa wanyama na wanadamu, na kutokana na hili, harakati hai ya mifumo ya kibiolojia katika nafasi. KATIKA mfumo wa neva Aina ngumu zaidi za nishati huundwa - kiakili (katika wanyama) na kiakili na kiroho (kwa wanadamu). Nishati ya kiakili na kiroho ya mtu huamua shughuli za fahamu na vitendo katika jamii [ibid., p. 230-275] na, kwa ujumla, sifa mpya za suala la kijamii.

Mifumo ya kikaboni ya biolojia (na kisha sayari ya kijamii) inachukua jukumu maalum la ulimwengu kwenye sayari, kwani, pamoja na jiografia zingine za uso, hubadilisha nishati anuwai ya anga ya nje (mazingira ya anga) kuwa nyenzo za "dunia" na aina za nishati. na kuwakilisha mifumo maalum ya utambuzi wa Dunia. Vigezo vya wakati wa mifumo ya Macroworld pia kwa ujumla inalingana na maisha ya mwanadamu inaweza kupimwa kwa miaka (kwa upana zaidi - karne nyingi, milenia, mamilioni ya miaka) au, kinyume chake, katika vipindi vifupi - siku, dakika, sekunde.

Utafiti wa michakato ya mabadiliko ya phylogenetic katika asili ya kikaboni katika fomu fundisho la mageuzi imekuwa ikifanywa katika sayansi kwa karibu karne mbili. Wakati huu, maoni tofauti ya dhana yaliundwa, ambayo kwa ujumla yalikuja kutoka kwa nafasi mbili tofauti. Kwa upande mmoja, umuhimu muhimu katika mageuzi ulihusishwa na mwingiliano wa viumbe na mazingira - kama msingi (kuanzia na mafundisho ya Lamarck, na katika dhana za kisasa - mawazo ya kiikolojia). Kwa upande mwingine, jukumu kuu lilitolewa mambo ya ndani viumbe - tofauti zao na urithi (kuanzia na mafundisho ya Darwin, na katika hali ya kisasa- mawazo ya maumbile). Kwa ujumla, ni lazima ieleweke kwamba pande zote mbili ziliteseka kutoka kwa upande mmoja, kila mmoja wao alihamia kuelekea uelewa wa yote - mchakato wa mageuzi - hasa kutoka upande wake mwenyewe, kukataa mwingine. Hili lilikuwa mada ya majadiliano ya miaka mingi, ambayo wakati mwingine yaligeuka kuwa "mapambano makali," haswa wakati masilahi ya kisiasa, badala ya ya kisayansi, yalitawala. Fasihi ya kina sana imetolewa kwa maswala haya katika nchi yetu na nje ya nchi. Hasa, uchambuzi jambo hili katika nchi yetu ulifanyika na mtafiti wa Marekani L.R. Graham. Vipengele vya kinadharia mbinu tofauti na wao uchambuzi wa mfumo iliyotolewa na sisi katika.

Sayansi ya kibaolojia mwanzoni mwa karne ya 21. Nyenzo nyingi zimekusanywa katika pande zote mbili - maumbile na mazingira, pamoja na matokeo muhimu ya asili ya synthetic ya utaratibu. Kwa hivyo, inaonekana, wakati unakuja sio wa mzozo na genesis ya migogoro, lakini kwa mchanganyiko mpana wa kimfumo wa mafanikio bora ya mwelekeo wa mageuzi-kijeni, mageuzi-kiikolojia na dhana za kibaolojia za kimfumo (shirika la kimuundo, utaratibu, kujipanga kwa mifumo ya kibaolojia. n.k.) katika dhana moja ya kiikolojia ya kimfumo-synthetic ya filojeni. Masharti na miongozo kuu ya usanisi kama huo imeonyeshwa, kwa mfano, kwenye monograph ya G.A. Yugaya "Nadharia ya Jumla ya Maisha" (Moscow, 1985). Kipengele muhimu cha Macroworld pia ni kwamba sifa za metri za vitu vyake huturuhusu kusoma kwa undani muundo wa mifumo, kazi za sehemu zao, mienendo ya jumla na mizunguko ya ontogenetic ya mifumo. Matokeo haya yana jukumu kubwa katika maendeleo ya dhana za jumla za kimfumo, na pia hufanya iwezekanavyo kuzidisha, kwa kutumia njia ya mlinganisho, baadhi ya matokeo muhimu zaidi katika maeneo mengine ya ujuzi.

Tofauti na Ulimwengu mbili za kwanza, Megyamir ni Ulimwengu wa vitu vikubwa vya angani, ambapo metriki zao zinatumika. Umbali unapimwa kwa

safu za ~ 10 7 ~ 10 M mita, na wakati - mamilioni na mabilioni ya miaka. Kama vile katika Ulimwengu wa Microworld, sifa za metriki za Megaworld, isiyo ya kawaida kutoka kwa maoni ya dhana za kila siku, zinaonyesha sheria maalum za Cosmos, za Ulimwengu wote unaoonekana. Maoni ya kwanza ya msingi juu ya vitu vya Megaworld yalitoa hitimisho juu ya kutosonga kwao na kutokuwepo kwa tofauti za umbali wa nyota na galaksi tofauti (kwa mfano, vikundi vya nyota vilivyotambuliwa na waangalizi wa zamani, kutoka kwa nafasi za kisasa, ni pamoja na vitu vyenye mwanga vilivyo kwenye umbali mkubwa kutoka. kila mmoja, kutoka kwa vyama tofauti vya nyota au galactic). Nini kawaida huitwa mageuzi ya cosmic katika Megaworld ni, kwa ujumla, si phylogeny (kwa kulinganisha na biolojia au sosholojia, kwa namna ya mabadiliko mengi katika aina za mifumo sawa - zaidi ya mamia ya maelfu na mamilioni ya miaka), lakini ontogenesis, i.e. hasa maelezo ya mizunguko ya kujiendeleza na kujiangamiza kwa mtu binafsi mifumo ya nafasi- nyota, sayari, galaksi. Ni mizunguko ya ontogenetic ya mifumo ya ulimwengu na awamu zao za kibinafsi ambazo hudumu mamilioni na mabilioni ya miaka, na phylogenesis ya aina tofauti za mifumo kama hiyo inachukua mabilioni ya miaka na inakuwa mada ya eneo maalum la ulimwengu - mageuzi ya Metagalaksi, Ulimwengu unaoonekana. Kwa hivyo, ikiwa tutatoa mlinganisho mpana wa kisayansi na kifalsafa katika ufahamu wa mifumo ya Macroworld na Megaworld, basi mageuzi ya ulimwengu ya nyota na sayari yanaonekana hapa kama uvumbuzi wa mifumo ya anga na inalinganishwa na mizunguko ya ontogenetic ya mifumo ya kibaolojia na kijamii. sio kwa phylogeny. Kwa hivyo, ni uanzishaji wa mfumo (kujipanga kwake, kujiendeleza, kujitenga na kujitenga, ikifuatiwa na kujipanga kwa sekondari na mizunguko mipya) ambayo inakuwa msingi wa kulinganisha kisayansi na kifalsafa na kitambulisho cha ulimwengu. mifumo ya kimfumo katika Ulimwengu mbalimbali na Ulimwengu kwa ujumla.

Vipimo visivyoweza kulinganishwa (katika aina za kwanza za maarifa ya kisayansi) ya Macroworld na Megaworld vilisababisha njia tofauti za kuzijua na kwa hitimisho la kwanza la kisayansi lisiloweza kulinganishwa. Kwa hiyo, hata katika nyakati za kisasa, mawazo kuhusu nafasi yalienea mechanics ya classical: fomu pekee mwendo huo ulionekana kuwa wa kimakanika, na nguvu ilionekana kuwa ya mvuto ("isiyo hai" nguvu za mitambo kuvutia na kukataa). Mawazo haya yaliunda msingi wa picha ya ulimwengu ya ulimwengu, ambapo Nafasi iliwasilishwa kama asili isiyo hai, tofauti na asili hai - Biota, pamoja na Jamii. Imetolewa tofauti ya kimsingi iliunda msingi wa cosmogenesis, ambapo nguvu kuu (za awali) za mageuzi ya cosmic ziligeuka kuwa "passive, maisha" mwingiliano wa mvuto, i.e. sio nguvu za ndani, za mfumo wa nafasi, zinazoonyesha shughuli zake mwenyewe, lakini zinalazimisha nje, mwingiliano wa mfumo na mazingira ya anga. Mawazo kama haya ya ulimwengu juu ya Hainamate Cosmos yaliunda msingi wa dhana zote za kitamaduni za ulimwengu na zimekuwepo hadi leo. Pia zilitumika kama msingi wa wazo maarufu la mgawanyiko wa maumbile yote kuwa "yasiyo hai" (Nafasi, Dunia) na hai (Biota, Jamii).

Wazo lingine, la angavu la wahenga wa zamani juu ya Mfumo wa Utendaji wa Ulimwengu na sheria zinazofanana za harakati za kibinafsi (mkusanyiko na mtawanyiko) wa jambo muhimu la ulimwengu, pamoja na Active Living Cosmos, kimsingi lilipingana na fundi wa "jadi" wa kitamaduni. mawazo na hivyo kukataliwa na fizikia. Walakini, katika karne ya 20, tayari kwa msingi wa nyenzo mpya zilizokusanywa za majaribio na kinadharia, maoni kadhaa yaliibuka tena, ambayo kimsingi yalijengwa juu ya dhana mpya ya kisayansi, ambayo kwa ujumla, kama utafiti katika miaka ya hivi karibuni inavyoonyesha, iko karibu zaidi. kwa maoni kuhusu Active Cosmos (Asili isokaboni inayotumika). Matokeo yaliyopatikana ndani ya mfumo wa dhana mpya ya kisayansi, ambayo msingi wake katika astronomy uliwekwa na dhana ya Byurakan, kwa ujumla ilikuwa kinyume na mawazo ya jadi ya cosmogonic (Ambartsumyan, Markaryan, Dzhvdzhyan, Kazyutinsky, Dmitriev, nk). Dhana hii (Byurakan) katika unajimu iliteuliwa na V. Ambartsumyan kama dhana isiyo ya kawaida ya ulimwengu. Na kwa kweli, hata tafiti za kina zaidi zinaonyesha kuwa hitimisho nyingi za maoni yasiyo ya kitamaduni ya ulimwengu yanahusiana na yale ya jadi kinyume kabisa. Kwa hivyo, katika vyanzo vingi vya fasihi ya kisayansi, kielimu na maarufu ya unajimu, kama sheria, maoni ya kitamaduni tu yanaelezewa, na yale yaliyo kinyume hayajatajwa kabisa, au yanatolewa kwa ufupi sana, haswa tu kwa suala la ukosoaji.

Kwa hivyo, maoni ya ulimwengu juu ya Utendaji (hai) wa ulimwengu, wa kibaolojia na kijamii, na sheria za ulimwengu za kujipanga, kujiendeleza, kujitenga (na "uzazi", i.e. kuibuka kwa vizazi vipya vya mifumo kama hiyo) na mizunguko mipya ya ontogenetic haikufaa katika mawazo ya kimapokeo ya ulimwengu. Na tu mafanikio mapya ya kisayansi katika karne ya 20. ilituruhusu kutazama upya mienendo ya Cosmos. Kwanza kabisa, haya ni mafanikio ya jumla ya kisayansi yanayoonyesha umoja wa ulimwengu wote wa shirika la kimuundo la nguvu ya suala, viwango vyake tofauti vya kimuundo (cosmic, biotic na mifumo ya kijamii ya Microworld, Macroworld na Megaworld). Haya ni matokeo ya mwelekeo wa jumla wa kisayansi wa synergetic ambao umeonyesha ulimwengu wa asili na michakato ya kijamii kujipanga kwa mifumo ya cosmic, biotic na kijamii na, kwa hiyo, umoja wa sheria za mwendo wao binafsi. Kwa kuongeza, astronomy ya uchunguzi imekusanya idadi kubwa ya nyenzo za kweli, kuanzia na utafiti wa kimsingi wa shule ya wanaastronomia wa Pulkovo (St. Petersburg), kisha shule ya Ambartsumyan na wanaastronomia wengine wa utafiti huko. nchi mbalimbali, ambayo iligeuka kuwa moja kwa moja kinyume na hitimisho la ujenzi wa kitamaduni wa ulimwengu (kuzaliwa kwa nguzo za nyota, shughuli ya viini vya galaksi, kulipuka na kutawanya galaxi, harakati za mikondo ya vitu kwenye mikono ya gala katika mwelekeo tofauti na utabiri wa nadharia za jadi, nk). Tulizingatia tatizo hili kwa undani zaidi, kutoka kwa mtazamo wa kisayansi na kifalsafa, katika.

Kwa hivyo, kwa msingi mpya wa kisayansi wa kisasa wa mafanikio ya karne ya 20. mawazo kuhusu kujiendesha kwa Dutu ya Ulimwengu na kuhusu Amilia Cosmos, kuhusu Asili Hai (hai) isokaboni ya Megaworld na Microworld yalifufuliwa. Maoni yasiyo ya kawaida ya cosmogonic yanaundwa, ambayo, inaonekana, kwa kulinganisha na ujenzi wa jadi, ni ya kutosha zaidi kwa mawazo ya kisasa ya kisayansi na falsafa. Lakini hii haimaanishi hata kidogo kwamba, katika tukio la utambuzi mkubwa zaidi wa dhana za Nafasi Amilifu, mizigo yote ya kisayansi ya maoni ya jadi "itashutumiwa kwa ukosoaji mbaya" na kutupwa. Kinyume chake, inapaswa kusisitizwa kuwa ndani ya mfumo wa unajimu wa "jadi" na unajimu, utajiri wa nyenzo za kisayansi na za kinadharia zimekusanywa. Sehemu kubwa yake, ikiwa mbinu tofauti, pana zaidi ya mbinu inatumiwa, "inafanya kazi" kikamilifu katika dhana isiyo ya kawaida. Kwa hiyo, uwezekano mkubwa katika siku za usoni kutakuwa na awali ya dialectical ya maoni mbadala juu ya asili na mienendo ya Cosmos na Megaworld kwa misingi mpya, pana ya mbinu. Kama inavyojulikana zaidi ya mara moja, sayansi inajua mstari mzima mara moja maoni mbadala ambayo yaligeuka kuwa sehemu za kukamilishana za dhana nzima. Hebu tukumbuke, angalau, uamuzi wa Laplacean na dhana za uwezekano zilizounganishwa katika maoni ya kisasa ya kuamua; mawazo mbadala kuhusu kiini cha mwili na mawimbi ya vitu vidogo, vilivyounganishwa katika dhana ya uwili wa corpuscular-aolini; mgongano kati ya maoni ya kijeni na kimazingira mageuzi ya kibiolojia, ambazo zinazidi kuunganishwa katika dhana mpya za kiikolojia, nk.

Kwa ujumla, tunaweza kusema kwamba licha ya tofauti ya kardinali katika sifa za metric za Microworld, Macroworld na Megaworld, wana uwezekano mkubwa wa kutii sheria sawa za kujiendesha kwa Ulimwengu.

Kwa kuongezea uchapaji uliojulikana na unaokubalika kwa ujumla wa walimwengu, tunaweza kutambua, kama inavyoonekana kwetu, maoni yenye matunda na muhimu sana ya waandishi wengine juu ya mbinu tofauti zaidi ya. suala hili. Kwa mfano, B.M. Kedrov, pamoja na wanasayansi wengine wanaofuata kulingana na maoni haya, wakati wa kuelezea aina za msingi za mwendo wa jambo, walipendekezwa kuangazia. fomu ya kijiolojia harakati zinazohusiana na harakati ya jumla ya sayari yetu. Katika tafiti ngumu za wanabiolojia, wanaikolojia, wanajiolojia na wanajiografia, muundo wa muundo wa mfumo unatambuliwa ambao hauakisi tu sifa za mfumo wa kibaolojia, lakini pia sehemu tofauti za mfumo wa jiografia (kwa mfano, biogeocenoses, sociobiogeocenoses; viwango vya shirika la mifumo ya jiografia; uso na ndani tabaka makini za sayari, au jiografia - msingi, vazi, litho-, hydro-, bio-, kijamii-, angahewa, n.k., kwa ujumla kuonyesha shirika lake la kimuundo na kazi, n.k.) - Masomo halisi ya michakato na taratibu za mageuzi ya mifumo ya kibaolojia na kijamii yanawezekana tu kwa kuzingatia ukweli kwamba maisha ya kibaolojia na kijamii tunayojua yalionekana na kukuzwa kwenye mfumo maalum wa ulimwengu - sayari ya Gaia au Dunia, kwa sababu ya nishati inayotoa uhai ya Jua. mchakato

mwingiliano wa jua na dunia Kwa kuongezea, matokeo ya kisayansi ya miaka ya hivi karibuni yanaonyesha uwezekano wa kusoma sayari na nyota kama mifumo wazi ya Cosmos, ambayo mifumo ya mageuzi ya ulimwengu na maisha ya ulimwengu huonyeshwa kikamilifu (kwenye mizani inayofaa ya anga)

Kwa misingi ya mawazo yaliyotajwa, umuhimu wa kinadharia na wa vitendo wa ujuzi wa maalum (mama kwa Biota na Jamii) mifumo ya cosmic - megasystems ya sayari na nyota, hasa Dunia na Jua, A N Dmitrievsky, I A. Volodin na G I Shipov aangazia daraja la ziada wakati wa kusoma Ulimwengu, yaani, tofautisha sio ulimwengu wa juu tu (kama jumla ya vitu vyote vya ulimwengu vinavyoonekana), ulimwengu mdogo (vitu vya chikro), lakini pia mndi. -Ulimwengu, kwanza kabisa, sayari yetu mbinu ya mageuzi, ambayo sayari inaweza kuchukua jukumu la sio tu, lakini kitu kinachofanya kazi cha ulimwengu, kubadilisha kimfumo kwa mujibu wa sheria za mageuzi ya ulimwengu na sheria za mwendo wa utaratibu wa suala (SDM, kama waandishi wao wanavyotaja).

Kwa hivyo, waandishi wanaandika kwamba katika maoni juu ya mabadiliko katika Dunia kama mwili muhimu wa ulimwengu, mbili zilikuzwa ndani fizikia ya kisasa nadharia - unajimu na nadharia ya uwanja wa quantum "Kwa kweli, kutoka kwa mtazamo wa unajimu, Dunia ilikuwa kitu kisichovutia, kwani, kulingana na maoni ya jadi, misa yake ni ndogo kwa kutokea kwa athari kubwa za uhusiano wa nadharia ya jumla ya uhusiano. mifano ya kiastrophysical” [ibid., p. 124]. "Walakini, katika miaka ya hivi karibuni, idadi ya athari mpya za synergetic zimepatikana, ikituruhusu kuzingatia jiografia na mabadiliko ya kimuundo ya Dunia kwa njia mpya, kwa kuzingatia michakato ya uhusiano wa quantum Katika fizikia ya kisasa, kuna sehemu zinazosoma Ulimwengu maxi (cosmology na astrofizikia) na Ulimwengu mdogo (microworld , nadharia ya quantum fields) Hapa tunajaribu kuunda baadhi ya misingi ya tawi la baadaye la fizikia, tukisoma "Midi-Universe," ikiwa ni pamoja na sayari (haswa, muundo na mienendo ya Dunia)" [ibid., p. 124]

"Ikumbukwe kwamba nadharia za kimwili zimeanza kutumika sana katika sayansi ya Dunia Tatizo kubwa la matumizi yao ni ukosefu wa msingi misingi ya kimwili na, haswa, kutokuwepo kwa kielelezo cha Dunia kwa ujumla kulingana na nadharia ya kisasa isiyo ya mstari. Hii ingefungua njia ya utumiaji wa mbinu ya kimfumo ya masomo ya Dunia (msisitizo umeongezwa - E U) kwa undani zaidi. kiwango cha kinadharia. Jaribio la kuunda kielelezo kama hicho (tazama) lilihitaji uundaji wa vifungu kadhaa vipya Wakati huo huo, hitimisho kutoka kwao ni kwa makubaliano mazuri na data ya majaribio na kuunda picha inayolingana ambayo inaweza kutumika. kama msingi wa mawazo ya kimfumo kuhusu geodynamics” [ibid., p. 125] Tunaamini kwamba safu nzima ya tafiti mbalimbali maalum za kisayansi kuhusu Dunia na mfumo wa Jua (Volodin, Dmitriev, Dmit-

Rievsky, Kaznacheev, Shipov, nk) katika miaka ya hivi karibuni inathibitisha uhalali wa taarifa kama hizo juu ya hitaji la kuonyesha aina maalum ya ukweli, chini ya uchunguzi wa kina wa kina.

Kulingana na hapo juu, katika daraja la jumla la Ulimwengu mmoja zaidi anaweza kutofautishwa - Midimnr, akionyesha ulimwengu wa mifumo ya ulimwengu ya nyota na sayari, na kati yao - Dunia (Gaia) na Jua, ambazo zina nadharia muhimu zaidi. na umuhimu wa kivitendo katika maisha ya mwanadamu, Maarifa ya Midimr kama elimu ya kimfumo (Mashoga kwa ujumla na mfumo wa Jua kwa ujumla) inahusika na. kundi kubwa sayansi ya kijiografia na kijiografia, sayansi ya unajimu (sayaria, ulimwengu wa sayari, helioastronomy), sayansi ya mazingira (utafiti wa miunganisho ya jua na ardhi, shida za kijiografia, n.k.), pamoja na anuwai ya maarifa yaliyotumika (utaftaji, maendeleo na uchimbaji wa rasilimali za madini, rasilimali za kikaboni, anuwai matumizi ya vitendo sedimentary, igneous na miamba ya metamorphic, matumizi ya rasilimali na nishati ya maji, upepo, jua, n.k.)

Kwa kuzingatia kile ambacho kimeelezewa, typolojia ya jumla ya walimwengu inaweza kuwasilishwa kama ifuatavyo: Microworld - Mndimir - Macromir - Megamnr (au sawa katika mpangilio wa nyuma, kulingana na malengo ya maarifa Mega-world - Midimir Macromir - Microworld )

Umuhimu wa aina zilizowasilishwa za sehemu za Ulimwengu ziko katika ukweli kwamba, kwanza, zinasaidia kwa kiwango fulani kupanga idadi isiyo na kikomo ya vitu vya jamii na asili, Pili, kutambua uhusiano fulani wa Micro-, Macro-. na Mega-World (au kwa undani zaidi, Micro-, Midi -, Macro- na Megaworlds). Katika kesi hiyo, Microworld, kuhusiana na Macroworld, inaonyesha maudhui ya kina ya kimuundo ya ulimwengu wa Mega inawakilisha, kwa maana pana, mazingira ya kijiolojia na cosmic (karibu na nafasi ya kina) kuwepo kwa viumbe hai, wanadamu na jamii, Na Midnchir inaturuhusu kuelewa kwa kiasi kikubwa msingi wa haraka wa ulimwengu ambao maisha ya kibaolojia na kijamii ya Dunia na mfumo wa jua yaliundwa Tatu, tayari katika mahusiano haya ya metric mtu anaweza kuona sio tu utofauti usio na kikomo, lakini uhusiano na mwingiliano, inaonekana, kwa mtazamo wa kwanza, vitu visivyoweza kulinganishwa vya Ulimwengu.

Kwa kuongezea, katika idadi ya masomo ya kimfumo, ulimwengu wa Meso pia unasisitizwa (Kagan, Clear, Kuzmin, Malinovsky, Rapoport, Sadovsky, Urmantsev, n.k.) Inachukuliwa kuwa ya kati kati ya Microworld (chembe za msingi, atomi, n.k.) ) na Macroworld inayomzunguka mtu na kulinganishwa nayo kwa saizi ya mifumo ya kibaolojia na kijamii, ambayo ni, Mesoworld, kama sheria, inajumuisha molekuli kubwa, kwa mfano, biopolymers ya protini. asidi ya nucleic, organelles za seli, fomu na viumbe hadubini (unicellular) Lakini jambo kuu zaidi ni kuzingatia sehemu za ulimwengu - Microworld, Macroworld na Megaworld, na vile vile Midimir au Mesoworld, sio tu yenyewe, lakini katika mwingiliano na sehemu za hali ya juu za ulimwengu. Dunia na sambamba shirika la muundo Ulimwengu, katika mfumo wa viwango vya kimuundo vya shirika

jambo. Kwa hivyo, sehemu maalum, inayofuata ya sura hiyo imejitolea kwa suala la uongozi wa jumla wa Mfumo wa Ulimwenguni.