rumah » Masyarakat dan budaya » Dunia mikro, makro, dan mega serta karakteristiknya. Tingkat struktural organisasi materi

Dunia mikro, makro, dan mega serta karakteristiknya. Tingkat struktural organisasi materi

Materi adalah kumpulan tak terbatas dari semua objek dan sistem yang ada di dunia, substrat dari segala sifat, koneksi, hubungan, dan bentuk pergerakan. Dasar gagasan tentang struktur dunia material adalah pendekatan sistem, yang menurutnya objek apa pun di dunia material, baik itu atom, planet, organisme, atau galaksi, dapat dianggap sebagai suatu formasi kompleks, termasuk bagian-bagian komponen yang diorganisasikan menjadi integritas.

Ilmu pengetahuan modern mengidentifikasi tiga tingkat struktural di dunia.

Dunia mikro adalah molekul, atom, partikel elementer - dunia objek mikro yang sangat kecil dan tidak dapat diamati secara langsung, keragaman spasialnya dihitung dari 10 -8 hingga 10 -16 cm, dan masa hidupnya dari tak terhingga hingga 10 -24 S.

Dunia makro adalah dunia dengan bentuk dan kuantitas stabil yang sepadan dengan manusia, serta kompleks kristal molekul, organisme, komunitas organisme; dunia objek makro, yang dimensinya sebanding dengan skala pengalaman manusia: besaran spasial dinyatakan dalam milimeter, sentimeter dan kilometer, dan waktu - dalam detik, menit, jam, tahun.

Megaworld adalah planet, kompleks bintang, galaksi, metagalaksi - dunia dengan skala dan kecepatan kosmik yang sangat besar, jaraknya diukur dalam tahun cahaya, dan umur benda luar angkasa diukur dalam jutaan dan miliaran tahun.

Meskipun level-level ini memiliki hukum spesifiknya masing-masing, dunia mikro, makro, dan mega saling berhubungan erat.

Pada tingkat mikroskopis, fisika saat ini sedang mempelajari proses yang terjadi pada panjang orde 10 pangkat minus delapan belas cm, dalam waktu orde 10 pangkat minus dua puluh dua s. Di megaworld, para ilmuwan menggunakan instrumen untuk merekam objek yang jauh dari kita pada jarak sekitar 9-12 miliar tahun cahaya.

dunia mikro

Pada zaman dahulu, Democritus mengemukakan hipotesis atomistik tentang struktur materi. Berkat karya J. Dalton, mereka mulai belajar karakteristik fisikokimia atom. Pada abad ke-19 D.I.Mendeleev membangun sistem unsur kimia berdasarkan berat atomnya.

Dalam fisika, gagasan tentang atom sebagai yang terakhir tidak dapat dibagi elemen struktural materi berasal dari kimia. Penelitian fisik atom sebenarnya dimulai pada akhir abad ke-19. , ketika fisikawan Perancis A. A. Becquerel menemukan fenomena radioaktivitas, yang terdiri dari transformasi spontan atom suatu unsur menjadi atom unsur lain. Pada tahun 1895, J. Thomson menemukan elektron, partikel bermuatan negatif yang merupakan bagian dari semua atom. Karena elektron mempunyai muatan negatif, dan atom secara keseluruhan netral secara listrik, diasumsikan bahwa selain elektron terdapat partikel bermuatan positif. Ada beberapa model struktur atom.

Kualitas spesifik objek mikro telah diidentifikasi, diekspresikan dengan adanya sifat sel (partikel) dan cahaya (gelombang). Partikel dasar adalah objek paling sederhana di dunia mikro, yang berinteraksi sebagai satu kesatuan. Lebih dari 300 varietas diketahui. Pada paruh pertama abad kedua puluh. Foton, proton, neutron ditemukan, dan kemudian neutrino, meson dan lain-lain. Ciri-ciri utama partikel elementer: massa, muatan, umur rata-rata, bilangan kuantum. Semua partikel elementer, yang benar-benar netral, memiliki antipartikelnya sendiri - partikel elementer yang memiliki karakteristik yang sama, tetapi berbeda dalam tanda muatan listriknya. Ketika partikel bertabrakan, mereka hancur (pemusnahan).

Jumlah partikel elementer yang ditemukan meningkat pesat. Mereka digabungkan menjadi "keluarga" (kelipatan), "genus" (supermultiple), "suku" (hadron, lepton, foton, dll.). Beberapa partikel dikelompokkan berdasarkan prinsip simetri. Misalnya triplet tiga partikel (quark) dan triplet tiga antipartikel (antiquark). Pada akhir abad ke-20, fisika mendekati penciptaan sistem teoretis yang harmonis yang menjelaskan sifat-sifat partikel elementer. Prinsip-prinsip diusulkan yang memungkinkan untuk memberikan analisis teoretis tentang keragaman partikel, interkonversinya, dan membangun teori terpadu tentang semua jenis interaksi.

dunia makro

Dalam sejarah studi tentang alam, dua tahap dapat dibedakan: pra-ilmiah dan ilmiah. Pra-ilmiah, atau filsafat alam, mencakup periode dari zaman kuno hingga terbentuknya ilmu pengetahuan alam eksperimental pada abad 16-17. Diamati fenomena alam dijelaskan berdasarkan prinsip-prinsip filosofis spekulatif. Yang paling signifikan bagi perkembangan ilmu pengetahuan alam selanjutnya adalah konsep struktur diskrit materi, atomisme, yang menurutnya semua benda terdiri dari atom - partikel terkecil di dunia.

Tahapan ilmiah mempelajari alam diawali dengan terbentuknya mekanika klasik. Pembentukan pandangan ilmiah tentang struktur materi dimulai pada abad ke-16. , ketika G. Galileo meletakkan dasar bagi gambaran fisik dunia pertama dalam sejarah sains - gambaran mekanis. Dia tidak hanya memperkuat sistem heliosentris N. Copernicus dan menemukan hukum inersia, tetapi juga mengembangkan metodologi cara baru untuk menggambarkan alam - ilmiah dan teoretis. Esensinya adalah hanya ciri-ciri fisik dan geometri tertentu yang teridentifikasi dan menjadi bahan penelitian ilmiah. I. Newton, berdasarkan karya Galileo, mengembangkan sistem yang ketat teori ilmiah mekanika, yang menggambarkan pergerakan benda langit dan pergerakan benda-benda terestrial menurut hukum yang sama. Alam dipandang sebagai sistem mekanis yang kompleks. Dalam kerangka gambaran mekanis dunia yang dikembangkan oleh I. Newton dan para pengikutnya, muncullah model realitas diskrit (sel darah). Materi dianggap sebagai zat material yang terdiri dari partikel individu - atom atau sel darah. Atom sangatlah kuat, tidak dapat dibagi, tidak dapat ditembus, ditandai dengan adanya massa dan berat. Karakteristik penting dunia Newton adalah ruang tiga dimensi geometri Euclidean, yang mutlak konstan dan selalu diam. Waktu disajikan sebagai kuantitas yang tidak bergantung pada ruang atau materi. Gerakan dianggap sebagai gerakan dalam ruang sepanjang lintasan yang terus menerus sesuai dengan hukum mekanika. Hasil dari gambaran Newton tentang dunia adalah gambaran Alam Semesta sebagai mekanisme yang sangat besar dan ditentukan sepenuhnya, di mana peristiwa dan proses merupakan rangkaian sebab dan akibat yang saling bergantung.

Mengikuti mekanika Newton, hidrodinamika, teori elastisitas, teori mekanik panas, teori kinetik molekuler dan sejumlah teori lainnya diciptakan, yang sejalan dengan itu fisika telah mencapai kesuksesan besar. Namun, ada dua bidang - fenomena optik dan elektromagnetik yang tidak dapat dijelaskan sepenuhnya dalam kerangka gambaran mekanistik dunia.

Eksperimen naturalis Inggris M. Faraday dan karya teoretis fisikawan Inggris J. C. Maxwell akhirnya menghancurkan gagasan fisika Newton tentang materi diskrit sebagai satu-satunya jenis materi dan meletakkan dasar bagi gambaran elektromagnetik dunia. Fenomena elektromagnetisme ditemukan oleh naturalis Denmark H. K. Oersted, yang pertama kali memperhatikan efek magnetis arus listrik. Melanjutkan penelitiannya ke arah ini, M. Faraday menemukan bahwa perubahan sementara pada medan magnet terjadi listrik. M. Faraday sampai pada kesimpulan bahwa ilmu kelistrikan dan optik saling berhubungan dan membentuk satu bidang. Karya-karyanya menjadi titik tolak penelitian J.C. Maxwell yang kelebihannya terletak pada pengembangan matematis gagasan M. Faraday tentang magnetisme dan listrik. Maxwell “menerjemahkan” model garis medan Faraday ke dalam rumus matematika. Konsep “medan kekuatan” awalnya dikembangkan sebagai tambahan konsep matematika. J.C. Maxwell memberinya makna fisik dan mulai menganggap medan sebagai realitas fisik independen: “Medan elektromagnetik adalah bagian ruang yang berisi dan mengelilingi benda-benda yang berada dalam keadaan listrik atau magnet.”

Setelah percobaan G. Hertz, konsep medan akhirnya ditetapkan dalam fisika, bukan sebagai konstruksi matematika tambahan, tetapi sebagai realitas fisik yang ada secara objektif. Sebagai hasil dari penemuan revolusioner berikutnya dalam fisika pada akhir abad terakhir dan awal abad ini, gagasan fisika klasik tentang materi dan medan sebagai dua jenis materi yang secara kualitatif unik dihancurkan.

Dunia Mega

Megaworld atau luar angkasa, ilmu pengetahuan modern menganggap semua benda langit sebagai suatu sistem yang berinteraksi dan berkembang.

Semua galaksi yang ada termasuk dalam sistem tingkat tertinggi - Metagalaxy. Dimensi Metagalaxy sangat besar: radius cakrawala kosmologis adalah 15-20 miliar tahun cahaya. Konsep “Alam Semesta” dan “Metagalaxy” adalah konsep yang sangat mirip: keduanya mencirikan objek yang sama, tetapi dalam aspek yang berbeda. Konsep “Alam Semesta” berarti seluruh dunia material yang ada; konsep "Metagalaxy" adalah dunia yang sama, tetapi dari sudut pandang strukturnya - sebagai sistem galaksi yang teratur.

Model kosmologi modern Alam Semesta didasarkan pada teori relativitas umum A. Einstein, yang menyatakan bahwa metrik ruang dan waktu ditentukan oleh distribusi massa gravitasi di Alam Semesta. Sifat-sifatnya secara keseluruhan ditentukan oleh kepadatan rata-rata materi dan faktor fisik spesifik lainnya. Keberadaan Alam Semesta tidak terbatas, yaitu. tidak memiliki awal atau akhir, dan ruang tidak terbatas, tetapi terbatas.

Pada tahun 1929, astronom Amerika E.P. Hubble menemukan adanya hubungan aneh antara jarak dan kecepatan galaksi: semua galaksi bergerak menjauhi kita, dan dengan kecepatan yang meningkat sebanding dengan jarak, sistem galaksi mengembang. Perluasan Alam Semesta dianggap sebagai fakta yang terbukti secara ilmiah. Menurut perhitungan teoretis J. Lemaître, jari-jari Alam Semesta dalam keadaan aslinya adalah 10 -12 cm, yang ukurannya mendekati jari-jari elektron, dan massa jenisnya adalah 10 96 g/cm 3 . Dalam keadaan tunggal, Alam Semesta merupakan objek mikro dengan ukuran yang dapat diabaikan. Dari keadaan awal tunggal, Alam Semesta berpindah ke perluasan akibat Big Bang.

Perhitungan retrospektif menentukan usia alam semesta pada 13-20 miliar tahun. G. A. Gamow mengemukakan bahwa suhu materi menjadi tinggi dan turun seiring dengan perluasan Alam Semesta. Perhitungannya menunjukkan bahwa Alam Semesta dalam evolusinya melewati tahap-tahap tertentu, di mana unsur-unsur dan struktur kimia terbentuk. Dalam kosmologi modern untuk kejelasan tahap awal Evolusi Alam Semesta dibagi menjadi “era”:

Era hadron. Partikel berat yang mengalami interaksi kuat;

Era lepton. Partikel cahaya yang masuk ke dalam interaksi elektromagnetik;

Era foton. Durasi 1 juta tahun. Sebagian besar massa - energi Semesta - berasal dari foton;

Era bintang. Terjadi 1 juta tahun setelah kelahiran Alam Semesta. Pada era bintang, proses pembentukan protobintang dan protogalaksi dimulai.

Kemudian gambaran megah terbentuknya struktur Metagalaxy terungkap.

Dalam kosmologi modern, bersama dengan hipotesis Big Bang, model inflasi Alam Semesta, yang mempertimbangkan penciptaan Alam Semesta, sangat populer. Gagasan penciptaan memiliki pembenaran yang sangat kompleks dan dikaitkan dengan kosmologi kuantum. Model ini menggambarkan evolusi Alam Semesta mulai dari momen 10 -45 detik setelah dimulainya pemuaian. Sesuai dengan hipotesis inflasi, evolusi kosmik di alam semesta awal melewati beberapa tahap.

Awal mula Alam Semesta didefinisikan oleh fisikawan teoretis sebagai keadaan supergravitasi kuantum dengan radius Alam Semesta 10 -50 cm

Tahap inflasi. Sebagai akibat dari lompatan kuantum, Alam Semesta memasuki keadaan vakum tereksitasi dan, tanpa adanya materi dan radiasi di dalamnya, alam semesta mengembang secara intensif menurut hukum eksponensial. Selama periode ini, ruang dan waktu Alam Semesta itu sendiri tercipta. Selama tahap inflasi yang berlangsung 10 -34. Alam Semesta mengembang dari ukuran kuantum yang sangat kecil, yaitu 10 -33, menjadi 10.100.000 cm yang sangat besar, yang jauh lebih besar daripada ukuran Alam Semesta yang dapat diamati - 10.28 cm. Selama seluruh periode awal ini, tidak ada materi atau radiasi di alam semesta.

Transisi dari tahap inflasi ke tahap foton. Keadaan vakum palsu hancur, energi yang dilepaskan menuju kelahiran partikel-partikel berat dan antipartikel, yang, setelah dimusnahkan, memberikan kilatan radiasi (cahaya) yang kuat yang menerangi ruang angkasa.

Tahap pemisahan materi dari radiasi: materi yang tersisa setelah pemusnahan menjadi transparan terhadap radiasi, kontak antara materi dan radiasi menghilang. Radiasi yang terpisah dari materi merupakan latar belakang peninggalan modern, yang secara teoritis diprediksi oleh G. A. Gamov dan ditemukan secara eksperimental pada tahun 1965.

Selanjutnya, perkembangan Alam Semesta bergerak dari keadaan homogen yang paling sederhana ke penciptaan struktur yang semakin kompleks - atom (awalnya atom hidrogen), galaksi, bintang, planet, sintesis unsur-unsur berat di perut bintang, termasuk yang diperlukan untuk penciptaan kehidupan, munculnya kehidupan dan sebagai mahkota penciptaan - manusia.

Perbedaan tahapan evolusi Alam Semesta pada model inflasi dan model Big Bang hanya menyangkut tahap awal orde 10 -30 s, maka tidak ada perbedaan mendasar antara model-model tersebut dalam memahami tahapan evolusi kosmik. .

Alam semesta pada berbagai tingkatan, dari partikel elementer konvensional hingga superkluster galaksi raksasa, dicirikan oleh struktur. Struktur modern Alam Semesta merupakan hasil evolusi kosmis, yang mana galaksi terbentuk dari protogalaksi, bintang dari protobintang, dan planet dari awan protoplanet.

Metagalaxy adalah kumpulan sistem bintang - galaksi, dan strukturnya ditentukan oleh distribusinya di ruang angkasa yang diisi dengan gas antargalaksi yang sangat langka dan ditembus oleh sinar antargalaksi. Menurut konsep modern, metagalaxy dicirikan oleh struktur seluler (mesh, berpori). Usia Metagalaxy dekat dengan usia Alam Semesta, karena pembentukan struktur terjadi pada periode setelah pemisahan materi dan radiasi. Menurut data modern, usia Metagalaxy diperkirakan mencapai 15 miliar tahun.

Galaksi adalah sistem raksasa yang terdiri dari gugusan bintang dan nebula, membentuk konfigurasi yang agak rumit di ruang angkasa.

Berdasarkan bentuknya, galaksi secara konvensional dibagi menjadi tiga jenis: elips, spiral, dan tidak beraturan.

Bintang. Pada panggung modern Selama evolusi Alam Semesta, materi di dalamnya sebagian besar berbentuk bintang. 97% materi di Galaksi kita terkonsentrasi pada bintang, yang merupakan formasi plasma raksasa dengan berbagai ukuran, suhu, dan karakteristik gerak berbeda. Banyak, jika bukan sebagian besar, galaksi lain memiliki “materi bintang” yang menyumbang lebih dari 99,9% massanya. Usia bintang bervariasi dalam rentang nilai yang cukup luas: dari 15 miliar tahun, sesuai dengan usia Alam Semesta, hingga ratusan ribu - yang termuda. Ada bintang yang sedang terbentuk dan berada pada tahap protostelar, artinya belum menjadi bintang sungguhan. Pada tahap akhir evolusi, bintang berubah menjadi bintang inert (“mati”). Bintang tidak berdiri sendiri, tetapi membentuk sistem.

Tata surya adalah sekelompok benda langit, yang sangat berbeda ukuran dan struktur fisiknya. Kelompok ini meliputi: Matahari, sembilan planet besar, puluhan satelit planet, ribuan planet kecil (asteroid), ratusan komet, dan benda meteorit yang tak terhitung jumlahnya, bergerak baik dalam kawanan maupun dalam bentuk partikel individu. Semua benda ini digabungkan menjadi satu sistem karena gaya gravitasi benda pusat - Matahari. Tata surya merupakan sistem tertata yang memiliki hukum strukturalnya sendiri. Karakter tunggal tata surya memanifestasikan dirinya dalam kenyataan bahwa semua planet berputar mengelilingi Matahari dalam arah yang sama dan hampir pada bidang yang sama. Matahari, planet, satelit dari planet-planet berputar pada sumbunya ke arah yang sama dengan pergerakannya sepanjang lintasannya. Struktur tata surya juga alami: setiap planet berikutnya berjarak kira-kira dua kali lebih jauh dari Matahari dibandingkan planet sebelumnya.

Teori pertama tentang asal usul tata surya dikemukakan oleh filsuf Jerman I. Kant dan ahli matematika Perancis P. S. Laplace. Menurut hipotesis ini, sistem planet-planet yang mengelilingi Matahari terbentuk sebagai akibat adanya gaya tarik-menarik dan tolak-menolak antara partikel-partikel materi yang tersebar (nebula) dalam gerak rotasi mengelilingi Matahari.

Orang sudah lama mencoba mencari penjelasan atas keragaman dan keanehan dunia. Studi tentang materi dan tingkat strukturalnya merupakan syarat yang diperlukan untuk pembentukan pandangan dunia, terlepas dari apakah pandangan dunia tersebut pada akhirnya berubah menjadi materialistis atau idealis.

Sangat jelas terlihat bahwa peran mendefinisikan konsep materi, memahami konsep materi sebagai hal yang tidak ada habisnya untuk membangun gambaran ilmiah tentang dunia, memecahkan masalah realitas dan kemampuan mengetahui objek dan fenomena dunia mikro, makro, dan mega sangatlah penting. .

Dunia mikro adalah molekul, atom, partikel elementer - dunia objek mikro yang sangat kecil dan tidak dapat diamati secara langsung, keragaman spasialnya dihitung dari 10-8 hingga 10-16 cm, dan masa hidupnya dari tak terhingga hingga 10-24 S.

Awalan "mikro" mengacu pada ukuran yang sangat kecil. Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa mikrokosmos adalah sesuatu yang kecil. Dalam filsafat, manusia dipelajari sebagai mikrokosmos, dan dalam fisika, konsep ilmu pengetahuan alam modern, molekul dipelajari sebagai mikrokosmos.

Microworld memiliki ciri khas tersendiri yang dapat diungkapkan sebagai berikut:

1) satuan jarak (m, km, dll.) yang digunakan oleh manusia tidak ada gunanya;
2) juga tidak ada gunanya menggunakan satuan pengukuran berat manusia (g, kg, pon, dll.).

Karena telah ditetapkan bahwa tidak ada gunanya menggunakan satuan jarak dan berat dalam kaitannya dengan objek-objek di dunia mikro, maka tentu saja perlu untuk menciptakan satuan pengukuran baru. Jadi, jarak antara bintang terdekat dan planet diukur bukan dalam kilometer, melainkan dalam tahun cahaya. Satu tahun cahaya adalah jarak yang ditempuh sinar matahari dalam satu tahun Bumi.

Studi tentang dunia mikro, bersama dengan studi tentang dunia besar, berkontribusi pada runtuhnya teori Newton. Dengan demikian, gambaran mekanistik dunia hancur.

Pada tahun 1927, Niels Bohr memberikan kontribusi lain bagi perkembangan ilmu pengetahuan: ia merumuskan prinsip saling melengkapi. Alasan dirumuskannya prinsip ini adalah sifat ganda cahaya (yang disebut dualitas gelombang-partikel cahaya). Bohr sendiri berpendapat bahwa munculnya prinsip ini terkait dengan kajian dunia mikro dari makrokosmos. Dia mengutip hal-hal berikut sebagai pembenaran untuk ini:

1) dilakukan upaya untuk menjelaskan fenomena dunia mikro melalui konsep-konsep yang dikembangkan selama mempelajari dunia makro;
2) timbul kesulitan dalam kesadaran manusia terkait dengan pembagian eksistensi menjadi subjek dan objek;
3) ketika mengamati dan mendeskripsikan fenomena dunia mikro, kita tidak dapat mengabstraksikan fenomena yang berkaitan dengan dunia makro pengamat dan sarana pengamatannya.

Niels Bohr berpendapat bahwa “prinsip saling melengkapi” cocok baik untuk studi dunia mikro maupun untuk penelitian dalam ilmu-ilmu lain (khususnya, psikologi).

Akhirnya masalah ini Patut dikatakan bahwa mikrokosmos adalah dasar dari makrokosmos kita. Juga dalam sains kita dapat membedakan “dunia mikro”. Atau, dengan kata lain, dunia nano. Dunia nano, berbeda dengan dunia mikro, adalah pembawa cahaya, lebih tepatnya, seluruh spektrum proses elektromagnetik, fondasi yang mendukung struktur partikel elementer, interaksi fundamental, dan sebagian besar fenomena yang diketahui sains modern.

Dengan demikian, benda-benda di sekitar kita, serta tubuh manusia itu sendiri, bukanlah satu kesatuan. Semua ini terdiri dari “bagian”, yaitu molekul. Molekul, pada gilirannya, juga terbagi menjadi bagian-bagian penyusun yang lebih kecil - atom. Atom, pada gilirannya, juga terbagi menjadi bagian-bagian penyusun yang lebih kecil lagi, yang disebut partikel elementer.

Keseluruhan sistem ini dapat dianggap sebagai sebuah rumah atau bangunan. Bangunannya tidak utuh, karena dibangun, katakanlah, menggunakan batu bata, dan batu bata itu sendiri terdiri dari batu bata dan mortar semen. Jika batu bata mulai runtuh, maka secara alami seluruh struktur akan runtuh. Begitu pula Alam Semesta kita - kehancurannya, jika memang terjadi, juga akan dimulai dari dunia nano dan dunia mikro.

dunia makro.

Secara alami, ada objek yang ukurannya jauh lebih besar daripada objek di dunia mikro (yaitu atom dan molekul). Benda-benda ini membentuk makrokosmos. Dunia makro “dihuni” hanya oleh benda-benda yang ukurannya sebanding dengan ukuran manusia. Manusia sendiri juga dapat dianggap sebagai objek makrokosmos. Dan tentunya manusia adalah komponen terpenting dari makrokosmos.

Apa itu seseorang? Filsuf kuno kuno Plato pernah berkata bahwa manusia adalah binatang berkaki dua tanpa bulu. Menanggapi hal ini, lawan-lawannya membawakannya seekor ayam jantan yang dipetik dan berkata: lihatlah, Plato, laki-lakimu! Mempelajari seseorang sebagai objek makrokosmos dari sudut pandang data fisiknya adalah salah.

Pertama-tama, kami mencatat bahwa seseorang adalah kumpulan sistem yang berbeda: peredaran darah, saraf, otot, sistem kerangka, dll. Namun selain itu, salah satu komponen seseorang adalah energinya, yang berkaitan erat dengan fisiologi. . Selain itu, energi dapat dilihat dalam dua pengertian:

1) sebagai gerak dan kemampuan melakukan usaha;
2) “mobilitas” seseorang, aktivitasnya.

Energi disebut juga aura atau chi. Energi (atau aura), seperti halnya tubuh fisik, dapat dikembangkan dan diperkuat.

Sistem saraf, sistem otot, sistem lain, energi tidak semuanya merupakan komponen seseorang. “Komponen” yang paling penting adalah kesadaran. Apa itu kesadaran? Di mana letaknya? Bisakah Anda menyentuhnya, memegangnya di tangan Anda, melihatnya?

Masih belum ada jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini, dan kemungkinan besar tidak akan ada jawaban. Kesadaran adalah objek non-materi. Kesadaran tidak dapat diambil dan dipisahkan dari seseorang – tidak dapat dipisahkan.

Namun pada saat yang sama, kita dapat mencoba mengidentifikasi unsur-unsur yang membentuk kesadaran manusia:

1) kecerdasan;
2) alam bawah sadar;
3) kesadaran super.

Kecerdasan adalah kemampuan berpikir dan mental seseorang. Para psikolog mengatakan bahwa fungsi utama kecerdasan adalah ingatan. Memang kita tidak bisa membayangkan apa jadinya jika kita tidak punya ingatan sama sekali. Bangun setiap pagi, seseorang akan mulai berpikir: siapakah saya? Apa yang saya lakukan disini? Siapa yang mengelilingiku? dll.

Semua keterampilan “bekerja” kita adalah milik alam bawah sadar. Keterampilan terdiri dari tindakan yang berulang dan monoton. Untuk menggambarkan apa itu keterampilan, cukup diingat bahwa kita bisa menulis dan membaca. Melihat beberapa teks, kita tidak berpikir: huruf apa ini, dan tandanya apa? Kita cukup memasukkan huruf ke dalam kata dan kata ke dalam kalimat.

Kesadaran Super. Kesadaran super mengacu terutama pada jiwa manusia.

Jiwa juga merupakan objek immaterial (tidak dapat dilihat atau dipegang dengan tangan). Baru-baru ini diumumkan bahwa para ilmuwan telah menemukan berapa berat sebuah jiwa. Beberapa ilmuwan menyatakan bahwa pada saat kematian seseorang, berat badannya sedikit berkurang, yaitu jiwa orang tersebut terbang menjauh. Namun pernyataan ini tidak berdasar, karena dokter mana yang masuk akal akan menimbang orang yang sekarat dan duduk menunggu pasiennya meninggal? Sumpah Hipokrates, yang diambil oleh setiap calon dokter, menyatakan untuk tidak menyakiti seseorang. Dokter tidak akan duduk diam, tapi menyelamatkan nyawa manusia. Dan secara umum, tidak mungkin mengetahui bobot jiwa, karena benda tak berwujud tidak memiliki bobot.

Jiwa manusia adalah nilai keagamaan. Semua agama dunia bertujuan untuk memberikan kesempatan kepada manusia untuk menyelamatkan jiwa mereka setelah kematian (yaitu, untuk hidup selamanya setelah kematian fisik dari cangkang jiwa yang fana - tubuh manusia). Perjuangan jiwa selalu dilakukan oleh Kebaikan dan Kejahatan. Misalnya dalam agama Kristen adalah Tuhan dan Setan.

Jika dunia mikro adalah dunia benda-benda yang tidak sesuai dengan satuan ukuran manusia, dunia makro adalah dunia benda-benda yang sebanding dengan satuan ukuran manusia, maka dunia mega adalah dunia benda-benda yang ukurannya jauh lebih besar dari manusia.

Objek ilmu pengetahuan alam adalah alam, yaitu seluruh dunia di sekitar kita. Yang paling konsep umum, yang meliputi seluruh dunia material, adalah konsep “Alam Semesta.” Hal ini dapat dianggap setara dengan konsep “alam.” Dalam pengertian yang lebih sempit, Alam Semesta dipahami sebagai megaworld yang mengelilingi kita - sekumpulan benda makroskopis dan sistem skala astronomi (yaitu raksasa).Tubuh makroskopis adalah sistem fisik yang terdiri dari jumlah yang besar partikel (atom dan molekul). Lebih khusus lagi, megaworld adalah ruang dunia, benda langit dan sistemnya, gas kosmik, debu, medan elektromagnetik, partikel elementer kosmik. Alam semesta, yang dianggap sebagai satu kesatuan, tunduk pada hukum umum, disebut kosmos. Arti kata "ruang" di Orang yunani- "ketertiban, harmoni, keindahan." Kata ini berkaitan dengan kata “kosmetik” yang artinya “seni mendekorasi”. Diyakini bahwa ilmuwan Yunani kuno Pythagoras adalah orang pertama yang menyebut Alam Semesta sebagai sistem yang harmonis dan teratur sebagai kosmos. Konsep “ruang” sering disinonimkan dengan konsep “Alam Semesta”. Dalam literatur populer, “kosmik” sering dikontraskan dengan “terestrial”, meskipun Bumi juga merupakan objek Alam Semesta.

Wilayah alam semesta yang dapat diamati disebut Metagalaxy. Batasannya semakin meluas seiring dengan kemajuan instrumen astronomi, namun terdapat batasan mendasar karena terbatasnya kecepatan cahaya. Saat ini, radius Metagalaxy adalah 10 miliar tahun cahaya, yaitu jarak yang ditempuh gelombang elektromagnetik dalam 10 miliar tahun (kecepatan cahaya adalah 300.000 km/s).

Kajian tentang megaworld erat kaitannya dengan kosmologi dan kosmogoni.

Ilmu kosmologi masih sangat muda. Ia dilahirkan relatif baru - pada awal abad ke-20. Ada dua alasan utama lahirnya kosmologi. Dan menariknya, kedua alasan tersebut terkait dengan perkembangan fisika:

1) Albert Einstein menciptakan fisika relativistiknya;
2) M. Planck menciptakan fisika kuantum.

Fisika kuantum telah mengubah pandangan umat manusia tentang struktur ruang-waktu dan struktur interaksi fisik.

Teori A.A. juga memainkan peran yang sangat penting. Friedman tentang perluasan alam semesta. Teori ini tidak bertahan lama tidak terbukti: baru pada tahun 1929 dibuktikan oleh E. Hubble. Lebih tepatnya, dia tidak membuktikan teori tersebut, namun menemukan bahwa Alam Semesta memang mengembang. Selain itu, perlu dicatat bahwa pada saat itu alasan perluasan Alam Semesta belum diketahui. Mereka dipasang lama kemudian, di zaman kita. Mereka terbentuk ketika hasil yang diperoleh melalui studi partikel elementer dalam fisika modern diterapkan pada alam semesta awal.

Asal usul alam semesta. Kosmogoni merupakan salah satu cabang ilmu astronomi yang mempelajari asal usul galaksi, bintang, planet, dan benda lainnya. Saat ini, kosmogoni dapat dibagi menjadi dua bagian:

1) kosmogoni tata surya. Bagian (atau jenis) kosmogoni ini disebut planet;
2) kosmogoni bintang.

Pada paruh kedua abad ke-20. Dalam kosmogoni Tata Surya, sudut pandang telah ditetapkan yang menyatakan bahwa Matahari dan seluruh Tata Surya terbentuk dari keadaan gas-debu. Pendapat ini pertama kali dikemukakan oleh Immanuel Kant. Di pertengahan abad ke-18. tulis Kant artikel ilmiah, yang berjudul: “Kosmogoni, atau upaya menjelaskan asal mula alam semesta, terbentuknya benda-benda langit dan sebab-sebab pergerakannya dengan hukum umum perkembangan materi sesuai dengan teori Newton.” Ilmuwan muda ingin menulis karya ini karena dia mengetahui: Akademi Ilmu Pengetahuan Prusia mengusulkan kompetisi dengan topik serupa. Namun Kant tidak berani menerbitkan karyanya. Setelah beberapa waktu, ia menulis artikel kedua, yang berjudul: “Pertanyaan apakah Bumi menua dari sudut pandang fisik.” Artikel pertama ditulis di waktu yang sulit: Immanuel Kant meninggalkan kampung halamannya, Koenigsberg, mencoba mendapatkan uang tambahan sebagai pengajar ke rumah. Karena tidak menerima apa pun yang berharga (kecuali ilmunya), Kant kembali ke rumah dan menerbitkan artikel ini pada tahun 1754. Kedua karya tersebut kemudian digabungkan menjadi satu risalah yang dikhususkan untuk masalah kosmologi.

Teori Kant tentang asal usul tata surya kemudian dikembangkan oleh Laplace. Orang Prancis menjelaskan secara rinci hipotesis pembentukan Matahari dan planet-planet dari nebula gas yang sudah berputar, dengan mempertimbangkan hal utama sifat karakter Tata surya.

DUNIA MAKRO DAN DUNIA MIKRO- dua bidang utama dunia material, yang sifat hukumnya sangat berbeda. Kontras antara makrokosmos dan mikrokosmos kembali ke konsep filosofi alam paling kuno makrokosmos dan mikrokosmos . Ide-ide modern tentang dunia makro dan dunia mikro berkembang selama pembentukan teori kuantum dan pemahamannya: objek penelitian fisika pra-kuantum merupakan dunia makro, dan objek yang menjadi dasar pengembangan teori kuantum merupakan dunia mikro. Teori kuantum diciptakan sebagai teori tentang struktur dan sifat atom dan proses skala atom; sekarang ini mendasari fisika partikel. Dari sudut pandang konsep fisika klasik, hukum teori kuantum ternyata sangat aneh dan paradoks, yang menentukan terbentuknya konsep dunia fisik yang khusus dan unik. Dikatakan bahwa teori kuantum mewakili “buah pemikiran manusia yang, lebih dari pencapaian ilmiah lainnya, telah memperdalam dan memperluas pemahaman kita tentang dunia” ( Weiskopf W.Sejarah pertemuanWeiskopf W. Fisika pada abad kedua puluh. M., 1977, hal. 34). Fitur terpenting dari konsep kuantum yang memungkinkan kita untuk membicarakannya dunia khusus fenomena fisik adalah dualisme gelombang partikel, sifat probabilistik fundamental dari proses dunia mikro dan relativitas sifat-sifat objek mikro, yang ditetapkan pada tingkat makro.

Secara historis, penetrasi ilmu pengetahuan ke dalam bidang mikroproses telah menyebabkan berkembangnya teori-teori ilmiah dengan tingkat keumuman yang tinggi. Penetrasi ke dalam struktur materi menyebabkan perkembangan fisika statistik klasik, dan analisis struktur hereditas yang dalam menyebabkan terciptanya teori gen. Pengetahuan tentang atom memunculkan teori kuantum - teori paling mendasar dalam fisika modern. “Mikrofisika kemarin, hari ini dan, kita harus berpikir, besok,” seperti yang dicatat oleh fisikawan Rusia V. Ginzburg, “dulu, sedang dan akan menjadi yang terdepan dalam fisika dan semua ilmu alam” ( Ginzburg V.Sejarah pertemuanGinzburg V. Tentang prospek perkembangan ilmu fisika dan astrofisika pada akhir abad ke-20. – Fisika abad ke-20. Perkembangan dan prospek. M., 1984, hal. 299). Gagasan tentang makrokosmos dan mikrokosmos saling melengkapi dan mengkondisikan satu sama lain. Pengetahuan tentang sifat-sifat dan hukum-hukum dunia mikro memungkinkan seseorang untuk mengungkapkan sifat-sifat dan struktur objek-objek di dunia makro, dan pengetahuan tentang dunia makro memungkinkan seseorang untuk mengungkapkan kekayaan kemampuan internal objek-objek di dunia mikro.

Perkembangan fisika dunia mikro juga mentransformasikan bentuk-bentuk dasar ekspresi teoritis pengetahuan. Secara khusus, selama transisi dari fisika klasik ke fisika dunia mikro, terjadi perubahan dalam pemahaman kita tentang unsur dasar - transisi dari gagasan tentang atom tak berstruktur (titik material) ke gagasan tentang peristiwa dasar sebagai tindakan lebih lanjut yang tidak dapat diurai (tidak berstruktur). interaksi. Baik teori relativitas maupun khususnya teori kuantum dalam konstruksinya berangkat dari konsep suatu peristiwa, yaitu suatu objek elementer yang tidak berstruktur. Seperti yang dikatakan fisikawan Rusia A.D. Aleksandrov, mengacu pada struktur teori relativitas: “Elemen paling sederhana di dunia adalah apa yang disebut peristiwa. Ini adalah fenomena “titik”, seperti kilatan lampu sorot seketika, atau, dengan menggunakan konsep visual ruang dan waktu, fenomena yang perluasannya dalam ruang dan waktu dapat diabaikan. Singkatnya, peristiwa dianalogikan dengan suatu titik dalam geometri, dan dengan meniru definisi titik yang diberikan oleh Euclid, kita dapat mengatakan bahwa suatu peristiwa adalah fenomena yang tidak ada bagiannya, ia adalah fenomena “atom”. Setiap fenomena, setiap proses disajikan sebagai serangkaian peristiwa yang koheren. Dari sudut pandang ini, seluruh dunia dipandang sebagai kumpulan peristiwa" ( Alexandrov A.D. Tentang isi filosofis teori relativitas. – Einstein dan masalah filosofis fisika abad ke-20. M., 1979, hal. 113). B. Russell mementingkan analisis transisi dari bahasa objek ke bahasa peristiwa selama pembentukan fisika modern (lihat: Russel B. Kognisi manusia. M., 1957. hal. 358 dan 497). Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa dunia makrofisika adalah dunia yang dibangun dari benda-benda, dan dunia mikrofisika adalah dunia yang terbentuk dari peristiwa-peristiwa.

Dalam fisika modern, masalah esensi dasar (sebagai elemen tak berstruktur yang tidak dapat terurai) sebagian besar tetap terbuka. Dapat diasumsikan bahwa dengan penetrasi ilmu pengetahuan lebih jauh ke dalam struktur materi, pertanyaan tentang elemen paling sederhana dan tidak terstruktur akan mengubah maknanya. Fenomena awal dunia fisik harus dianggap sejak awal sebagai sesuatu yang kompleks, yaitu. secara sistematis; pada saat yang sama, konsep sistem itu sendiri bertindak sebagai yang utama dan mendasar. Hal ini juga akan mengubah sifat konstruksi teoritis dalam bidang fundamental fisika.

dunia mikro– ini adalah molekul, atom, partikel elementer - dunia objek mikro yang sangat kecil dan tidak dapat diamati secara langsung, keragaman spasialnya dihitung dari 10 -8 hingga 10 -16 cm, dan masa hidupnya dari tak terhingga hingga 10 -24 S.

dunia makro- dunia dengan bentuk dan ukuran stabil yang sepadan dengan manusia, serta kompleks kristal molekul, organisme, komunitas organisme; dunia objek makro, yang dimensinya sebanding dengan skala pengalaman manusia: besaran spasial dinyatakan dalam milimeter, sentimeter dan kilometer, dan waktu - dalam detik, menit, jam, tahun.

Dunia Mega- ini adalah planet, kompleks bintang, galaksi, metagalaksi - dunia dengan skala dan kecepatan kosmik yang sangat besar, jaraknya diukur dalam tahun cahaya, dan umur benda luar angkasa diukur dalam jutaan dan miliaran tahun.

Meskipun level-level ini memiliki hukum spesifiknya masing-masing, dunia mikro, makro, dan mega saling berhubungan erat.

dunia mikro. Democritus pada zaman dahulu mengajukan hipotesis atom tentang struktur materi , kemudian, pada abad ke-18. dihidupkan kembali oleh ahli kimia J. Dalton, yang menganggap berat atom hidrogen sebagai satu kesatuan dan membandingkan berat atom gas lain dengan berat atom tersebut. Berkat karya J. Dalton, sifat fisik dan kimia atom mulai dipelajari. Pada abad ke-19 D.I.Mendeleev membangun sistem unsur kimia berdasarkan berat atomnya.

Sejarah penelitian struktur atom dimulai pada tahun 1895 berkat penemuan elektron oleh J. Thomson, partikel bermuatan negatif yang merupakan bagian dari semua atom. Karena elektron mempunyai muatan negatif, dan atom secara keseluruhan netral secara listrik, diasumsikan bahwa selain elektron terdapat partikel bermuatan positif. Massa elektron dihitung 1/1836 massa partikel bermuatan positif.

Ada beberapa model struktur atom.

Pada tahun 1902, fisikawan Inggris W. Thomson (Lord Kelvin) mengusulkan model atom pertama - muatan positif didistribusikan ke area yang cukup luas, dan elektron diselingi dengannya, seperti “kismis dalam puding”.

Pada tahun 1911, E. Rutherford mengusulkan model atom yang menyerupai tata surya: di tengahnya terdapat inti atom, dan elektron bergerak mengelilinginya dalam orbitnya.

Inti mempunyai muatan positif dan elektron mempunyai muatan negatif. Alih-alih gaya gravitasi yang bekerja di tata surya, gaya listrik bekerja di dalam atom. Muatan listrik inti atom, yang secara numerik sama dengan nomor seri dalam sistem periodik Mendeleev, diimbangi dengan jumlah muatan elektron - atom tersebut netral secara listrik.

Kedua model ini ternyata bertolak belakang.

Pada tahun 1913, fisikawan besar Denmark N. Bohr menerapkan prinsip kuantisasi untuk memecahkan masalah struktur atom dan karakteristik spektrum atom.

Model atom N. Bohr didasarkan pada model planet E. Rutherford dan teori kuantum struktur atom yang dikembangkan olehnya. N. Bohr mengajukan hipotesis tentang struktur atom, berdasarkan dua postulat yang sama sekali tidak sesuai dengan fisika klasik:

1) di setiap atom terdapat beberapa keadaan stasioner (dalam bahasa model planet, beberapa orbit stasioner) elektron, yang bergerak di mana sebuah elektron dapat eksis tanpa memancarkan ;

2) ketika elektron berpindah dari satu keadaan diam ke keadaan diam lainnya, atom memancarkan atau menyerap sebagian energi.

Pada akhirnya, pada dasarnya tidak mungkin untuk menggambarkan secara akurat struktur atom berdasarkan gagasan tentang orbit elektron titik, karena orbit tersebut sebenarnya tidak ada.

Teori N. Bohr seolah-olah mewakili batas tahap pertama perkembangan fisika modern. Ini merupakan upaya terbaru untuk mendeskripsikan struktur atom berdasarkan fisika klasik, dilengkapi dengan sejumlah kecil asumsi baru.

Tampaknya postulat N. Bohr mencerminkan beberapa sifat materi yang baru dan tidak diketahui, tetapi hanya sebagian. Jawaban atas pertanyaan-pertanyaan tersebut diperoleh sebagai hasil perkembangan mekanika kuantum. Ternyata model atom N. Bohr tidak boleh diartikan secara harfiah, seperti pada awalnya. Proses-proses dalam atom pada prinsipnya tidak dapat direpresentasikan secara visual dalam bentuk model mekanis dengan analogi peristiwa-peristiwa di makrokosmos. Bahkan konsep ruang dan waktu dalam bentuk yang ada di dunia makro ternyata tidak cocok untuk menggambarkan fenomena mikrofisika. Atom para fisikawan teoretis semakin menjadi suatu kumpulan persamaan yang abstrak dan tidak dapat diobservasi.

dunia makro. Dalam sejarah studi tentang alam, dua tahap dapat dibedakan: pra-ilmiah Dan ilmiah

Pra-ilmiah, atau filsafat alam, mencakup periode dari zaman kuno hingga pembentukan ilmu pengetahuan alam eksperimental pada abad 16-17. Fenomena alam yang diamati dijelaskan berdasarkan prinsip filosofis spekulatif.

Yang paling signifikan bagi perkembangan ilmu pengetahuan alam selanjutnya adalah konsep struktur diskrit materi, atomisme, yang menurutnya semua benda terdiri dari atom - partikel terkecil di dunia.

Dimulai dengan terbentuknya mekanika klasik ilmiah tahap mempelajari alam.

Karena gagasan ilmiah modern tentang tingkat struktural organisasi materi dikembangkan dalam proses pemikiran ulang kritis terhadap gagasan sains klasik, yang hanya berlaku untuk objek tingkat makro, kita perlu mulai dengan konsep fisika klasik.

Pembentukan pandangan ilmiah tentang struktur materi dimulai pada abad ke-16, ketika G. Galileo meletakkan dasar bagi gambaran fisik dunia pertama dalam sejarah sains - gambaran mekanis. Dia tidak hanya memperkuat sistem heliosentris N. Copernicus dan menemukan hukum inersia, tetapi juga mengembangkan metodologi cara baru untuk menggambarkan alam - ilmiah dan teoretis. Esensinya adalah hanya ciri-ciri fisik dan geometri tertentu yang teridentifikasi dan menjadi bahan penelitian ilmiah. Galileo menulis: " Saya tidak akan pernah menuntut apa pun dari benda luar selain ukuran, bentuk, jumlah, dan gerakan yang kurang lebih cepat untuk menjelaskan terjadinya rasa, bau, dan suara." 1 .

I. Newton, dengan mengandalkan karya Galileo, mengembangkan teori mekanika ilmiah yang ketat, yang menggambarkan pergerakan benda langit dan pergerakan benda-benda bumi menurut hukum yang sama. Alam dipandang sebagai sistem mekanis yang kompleks.

Dalam kerangka gambaran mekanis dunia yang dikembangkan oleh I. Newton dan para pengikutnya, muncullah model realitas diskrit (sel darah). Materi dianggap sebagai zat material yang terdiri dari partikel individu - atom atau sel darah. Atom sangatlah kuat, tidak dapat dibagi, tidak dapat ditembus, ditandai dengan adanya massa dan berat.

Karakteristik penting dunia Newton adalah ruang tiga dimensi geometri Euclidean, yang mutlak konstan dan selalu diam. Waktu disajikan sebagai kuantitas yang tidak bergantung pada ruang atau materi.

Gerakan dianggap sebagai gerakan dalam ruang sepanjang lintasan yang terus menerus sesuai dengan hukum mekanika.

Hasil dari gambaran Newton tentang dunia adalah gambaran Alam Semesta sebagai mekanisme yang sangat besar dan ditentukan sepenuhnya, di mana peristiwa dan proses merupakan rangkaian sebab dan akibat yang saling bergantung.

Pendekatan mekanistik dalam mendeskripsikan alam telah terbukti sangat bermanfaat. Mengikuti mekanika Newton, hidrodinamika, teori elastisitas, teori mekanik panas, teori kinetik molekuler dan sejumlah teori lainnya diciptakan, yang sejalan dengan itu fisika telah mencapai kesuksesan besar. Namun, ada dua bidang - fenomena optik dan elektromagnetik yang tidak dapat dijelaskan sepenuhnya dalam kerangka gambaran mekanistik dunia.

Seiring dengan teori sel mekanik, dilakukan upaya untuk menjelaskan fenomena optik dengan cara yang berbeda secara mendasar, yaitu berdasarkan teori gelombang yang dirumuskan oleh X. Huygens. Teori gelombang membuat analogi antara perambatan cahaya dan pergerakan gelombang di permukaan air atau gelombang suara di udara. Ini mengasumsikan adanya media elastis yang mengisi seluruh ruang - eter bercahaya. Berdasarkan teori gelombang X. Huygens berhasil menjelaskan pemantulan dan pembiasan cahaya.

Bidang fisika lain di mana model mekanis terbukti tidak memadai adalah bidang fenomena elektromagnetik. Eksperimen naturalis Inggris M. Faraday dan karya teoretis fisikawan Inggris J. C. Maxwell akhirnya menghancurkan gagasan fisika Newton tentang materi diskrit sebagai satu-satunya jenis materi dan meletakkan dasar bagi gambaran elektromagnetik dunia.

Fenomena elektromagnetisme ditemukan oleh naturalis Denmark H. K. Oersted, yang pertama kali memperhatikan efek magnetis arus listrik. Melanjutkan penelitian ke arah ini, M. Faraday menemukan bahwa ada perubahan sementara dalam Medan magnet menciptakan arus listrik.

M. Faraday sampai pada kesimpulan bahwa ilmu kelistrikan dan optik saling berhubungan dan membentuk satu bidang. Karya-karyanya menjadi titik tolak penelitian J.C. Maxwell yang kelebihannya terletak pada pengembangan matematis gagasan M. Faraday tentang magnetisme dan listrik. Maxwell “menerjemahkan” model garis medan Faraday ke dalam rumus matematika. Konsep “medan gaya” pada awalnya dikembangkan sebagai konsep matematika tambahan. J.C. Maxwell memberinya makna fisik dan mulai menganggap lapangan sebagai realitas fisik yang independen: “ Medan elektromagnetik adalah bagian ruang yang berisi dan mengelilingi benda-benda yang berada dalam keadaan listrik atau magnet» 2.

Dari penelitiannya, Maxwell mampu menyimpulkan bahwa gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik. Esensi tunggal cahaya dan listrik, yang dikemukakan oleh M. Faraday pada tahun 1845, dan dibuktikan secara teoritis oleh J. C. Maxwell pada tahun 1862, secara eksperimental dikonfirmasi oleh fisikawan Jerman G. Hertz pada tahun 1888.

Jadi, pada akhir abad ke-19. Fisika telah sampai pada kesimpulan bahwa materi ada dalam dua bentuk: materi diskrit dan medan kontinu.

Sebagai hasil dari penemuan revolusioner berikutnya dalam fisika pada akhir abad terakhir dan awal abad ini, gagasan fisika klasik tentang materi dan medan sebagai dua jenis materi yang secara kualitatif unik dihancurkan.

Dunia Mega. Ilmu pengetahuan modern memandang megaworld atau ruang angkasa sebagai sistem semua benda langit yang berinteraksi dan berkembang.

Semua galaksi yang ada termasuk dalam sistem tingkat tertinggi - Metagalaxy . Dimensi Metagalaxy sangat besar: radius cakrawala kosmologis adalah 15-20 miliar tahun cahaya.

Konsep "Semesta" Dan "Metagalaksi"- konsep yang sangat mirip: mereka mencirikan objek yang sama, tetapi dalam aspek yang berbeda. Konsep "Semesta" menunjukkan seluruh dunia material yang ada; konsep "Metagalaksi"- dunia yang sama, tetapi dari sudut pandang strukturnya - sebagai sistem galaksi yang teratur.

Struktur dan evolusi Alam Semesta dipelajari oleh kosmologi . Kosmologi sebagai cabang ilmu pengetahuan alam, terletak di persimpangan unik antara ilmu pengetahuan, agama dan filsafat. Model kosmologis Alam Semesta didasarkan pada premis-premis ideologis tertentu, dan model-model ini sendiri mempunyai makna ideologis yang besar.

Dalam ilmu pengetahuan klasik, ada yang disebut teori keadaan alam semesta yang stabil, yang menyatakan bahwa alam semesta selalu hampir sama seperti sekarang. Astronomi bersifat statis: pergerakan planet dan komet dipelajari, bintang-bintang dideskripsikan, klasifikasinya dibuat, yang tentu saja sangat penting. Namun pertanyaan tentang evolusi Alam Semesta tidak diangkat.

Persamaan gravitasi Einstein tidak hanya memiliki satu, tetapi banyak solusi, yang menjelaskan keberadaan banyak model kosmologis Alam Semesta. Model pertama dikembangkan oleh A. Einstein sendiri pada tahun 1917. Ia menolak postulat kosmologi Newton tentang kemutlakan dan ketidakterbatasan ruang dan waktu. Sesuai dengan model kosmologis Alam Semesta A. Einstein, ruang dunia adalah homogen dan isotropik, materi rata-rata terdistribusi secara merata di dalamnya, dan tarikan gravitasi massa dikompensasi oleh tolakan kosmologis universal.

Keberadaan Alam Semesta tidak terbatas, yaitu. tidak memiliki awal atau akhir, dan ruang tidak terbatas, tetapi terbatas.

Alam semesta dalam model kosmologis A. Einstein adalah stasioner, tak terbatas dalam waktu, dan tak terbatas dalam ruang.

Pada tahun 1922 Matematikawan dan ahli geofisika Rusia A.A Friedman menolak postulat kosmologi klasik tentang sifat stasioner Alam Semesta dan memperoleh solusi persamaan Einstein, yang menggambarkan Alam Semesta dengan ruang yang “memuai”.

Karena kepadatan rata-rata materi di Alam Semesta tidak diketahui, saat ini kita tidak tahu di ruang mana di Alam Semesta kita tinggal.

Pada tahun 1927, kepala biara dan ilmuwan Belgia J. Lemaitre menghubungkan “ekspansi” ruang angkasa dengan data pengamatan astronomi. Lemaitre memperkenalkan konsep permulaan Alam Semesta sebagai singularitas (yaitu keadaan superpadat) dan kelahiran Alam Semesta sebagai Big Bang.

Perluasan Alam Semesta dianggap sebagai fakta yang terbukti secara ilmiah. Menurut perhitungan teoretis J. Lemaître, jari-jari Alam Semesta dalam keadaan aslinya adalah 10 -12 cm, yang ukurannya mendekati jari-jari elektron, dan massa jenisnya adalah 10 96 g/cm 3 . Dalam keadaan tunggal, Alam Semesta merupakan objek mikro dengan ukuran yang dapat diabaikan. Dari keadaan awal tunggal, Alam Semesta berpindah ke perluasan akibat Big Bang.

Perhitungan retrospektif menentukan usia alam semesta pada 13-20 miliar tahun. G.A. Gamow mengemukakan bahwa suhu materi menjadi tinggi dan turun seiring dengan perluasan alam semesta. Perhitungannya menunjukkan bahwa Alam Semesta dalam evolusinya melewati tahap-tahap tertentu, di mana unsur-unsur dan struktur kimia terbentuk. Dalam kosmologi modern, untuk lebih jelasnya, tahap awal evolusi Alam Semesta dibagi menjadi “era” 3

zaman Hadron. Partikel berat yang masuk ke dalam interaksi kuat.

Era lepton. Partikel cahaya memasuki interaksi elektromagnetik.

Era foton. Durasi 1 juta tahun. Sebagian besar massa - energi Semesta - berasal dari foton.

Era bintang. Terjadi 1 juta tahun setelah kelahiran Alam Semesta. Pada era bintang, proses pembentukan protobintang dan protogalaksi dimulai.

Kemudian gambaran megah terbentuknya struktur Metagalaxy terungkap.

Pendukung model inflasi melihat korespondensi antara tahapan evolusi kosmik dan tahapan penciptaan dunia yang dijelaskan dalam kitab Kejadian di dalam Alkitab 4.

Sesuai dengan hipotesis inflasi, evolusi kosmik di alam semesta awal melewati beberapa tahap.

Awal mula Alam Semesta didefinisikan oleh fisikawan teoretis sebagai keadaan supergravitasi kuantum dengan radius Alam Semesta 10 -50 cm

Sementara itu, model-model ini dapat dihitung di komputer dengan bantuan pengetahuan dan imajinasi, namun pertanyaannya tetap terbuka.

Kesulitan terbesar bagi para ilmuwan muncul dalam menjelaskan penyebab evolusi kosmik. Jika kita mengesampingkan hal-hal khusus, kita dapat membedakan dua konsep utama yang menjelaskan evolusi Alam Semesta: konsep organisasi mandiri dan konsep kreasionisme.

Untuk konsep organisasi mandiri alam semesta material adalah satu-satunya realitas, dan tidak ada realitas lain yang ada selainnya. Evolusi Alam Semesta digambarkan dalam istilah pengorganisasian diri: terdapat keteraturan sistem secara spontan ke arah pembentukan struktur yang semakin kompleks. Kekacauan dinamis menciptakan keteraturan.

Dalam kerangka konsep kreasionisme, yaitu. penciptaan, evolusi Alam Semesta dikaitkan dengan realisasi

program , ditentukan oleh realitas yang tingkatnya lebih tinggi daripada dunia material. Para pendukung kreasionisme menarik perhatian pada keberadaan nomogen terarah di Alam Semesta - perkembangan dari sistem sederhana ke sistem yang semakin kompleks dan padat informasi, di mana kondisi terciptanya kehidupan dan manusia. Prinsip antropik digunakan sebagai argumen tambahan , dirumuskan oleh ahli astrofisika Inggris B. Carr dan Riess.

Di antara fisikawan teoretis modern terdapat pendukung konsep pengorganisasian mandiri dan konsep kreasionisme. Yang terakhir mengakui bahwa perkembangan fisika teoretis fundamental menjadikannya kebutuhan mendesak untuk mengembangkan gambaran ilmiah dan teknis terpadu tentang dunia, mensintesis semua pencapaian di bidang pengetahuan dan iman.

Alam semesta pada berbagai tingkatan, dari partikel elementer konvensional hingga superkluster galaksi raksasa, dicirikan oleh struktur. Struktur alam semesta modern adalah hasil evolusi kosmik, di mana galaksi terbentuk dari protogalaksi, bintang dari protobintang, dan planet dari awan protoplanet.

Metagalaksi- adalah kumpulan sistem bintang - galaksi, dan strukturnya ditentukan oleh distribusinya di ruang angkasa yang diisi dengan gas antargalaksi yang sangat langka dan ditembus oleh sinar antargalaksi.

Menurut konsep modern, metagalaxy dicirikan oleh struktur seluler (mesh, berpori). Terdapat volume ruang yang sangat besar (sekitar satu juta megaparsec kubik) di mana galaksi belum ditemukan.

Usia Metagalaxy dekat dengan usia Alam Semesta, karena pembentukan struktur terjadi pada periode setelah pemisahan materi dan radiasi. Menurut data modern, usia Metagalaxy diperkirakan mencapai 15 miliar tahun.

Galaksi- sistem raksasa yang terdiri dari gugusan bintang dan nebula, membentuk konfigurasi yang agak rumit di ruang angkasa.

Berdasarkan bentuknya, galaksi secara konvensional dibagi menjadi tiga jenis: berbentuk bulat panjang, spiral, salah.

Galaksi elips– memiliki bentuk spasial ellipsoid dengan derajat kompresi yang bervariasi; strukturnya paling sederhana: sebaran bintang menurun secara merata dari pusatnya.

Galaksi spiral– disajikan dalam bentuk spiral, termasuk cabang spiral. Ini adalah jenis galaksi yang paling banyak jumlahnya, termasuk Galaksi kita - Bima Sakti.

Galaksi tidak beraturan– tidak mempunyai bentuk tersendiri, tidak mempunyai inti pusat.

Beberapa galaksi dicirikan oleh emisi radio yang sangat kuat, melebihi radiasi tampak. Ini galaksi radio.

Bintang-bintang tertua yang usianya mendekati usia galaksi terkonsentrasi di inti galaksi. Bintang paruh baya dan muda terletak di piringan galaksi.

Bintang dan nebula di dalam galaksi bergerak dengan cara yang agak rumit, bersama dengan galaksi mereka ikut serta dalam perluasan alam semesta, selain itu juga ikut serta dalam rotasi galaksi pada porosnya.

Bintang. Pada tahap evolusi Alam Semesta saat ini, materi di dalamnya sebagian besar berada dalam bentuk bintang. 97% materi di Galaksi kita terkonsentrasi pada bintang, yang merupakan formasi plasma raksasa dengan berbagai ukuran, suhu, karakteristik yang berbeda gerakan. Banyak, jika bukan sebagian besar, galaksi lain memiliki “materi bintang” yang menyumbang lebih dari 99,9% massanya.

Usia bintang bervariasi dalam rentang nilai yang cukup luas: dari 15 miliar tahun, sesuai dengan usia Alam Semesta, hingga ratusan ribu - yang termuda. Ada bintang-bintang yang sedang terbentuk dan berada dalam tahap protostelar, yaitu. mereka belum menjadi bintang sungguhan.

Kelahiran bintang terjadi di nebula gas-debu di bawah pengaruh gaya gravitasi, magnet, dan lainnya, yang menyebabkan terbentuknya homogenitas yang tidak stabil dan materi yang tersebar terpecah menjadi serangkaian kondensasi. Jika kondensasi tersebut bertahan cukup lama, lama kelamaan mereka akan berubah menjadi bintang. Evolusi utama materi di Alam Semesta terjadi dan terjadi di kedalaman bintang. Di sanalah letak “wadah peleburan” yang menentukan evolusi kimiawi materi di Alam Semesta.

Pada tahap akhir evolusi, bintang berubah menjadi bintang inert (“mati”).

Bintang tidak berdiri sendiri, tetapi membentuk sistem. Sistem bintang paling sederhana - yang disebut sistem ganda, terdiri dari dua, tiga, empat, lima atau lebih bintang yang mengorbit pusat umum gravitasi.

Bintang-bintang juga bersatu kelompok besar- gugus bintang, yang dapat memiliki struktur “terbuka” atau “bola”. Gugus bintang terbuka berjumlah beberapa ratus bintang, sedangkan gugus bola berjumlah ratusan ribu.

Asosiasi, atau gugusan bintang, juga tidak dapat diubah dan ada selamanya. Setelah jangka waktu tertentu, diperkirakan jutaan tahun, mereka dihamburkan oleh kekuatan rotasi galaksi.

tata surya adalah sekelompok benda langit yang sangat berbeda ukuran dan struktur fisiknya. Kelompok ini meliputi: Matahari, sembilan planet besar, puluhan satelit planet, ribuan planet kecil (asteroid), ratusan komet, dan benda meteorit yang tak terhitung jumlahnya, bergerak baik dalam kawanan maupun dalam bentuk partikel individu. Pada tahun 1979, 34 satelit dan 2000 asteroid telah diketahui. Semua benda ini digabungkan menjadi satu sistem karena gaya gravitasi benda pusat - Matahari. Tata surya merupakan sistem tertata yang memiliki hukum strukturalnya sendiri. Kesatuan tata surya diwujudkan dalam kenyataan bahwa semua planet berputar mengelilingi matahari dalam arah yang sama dan pada bidang yang hampir sama. Sebagian besar satelit planet (bulannya) berputar pada arah yang sama dan dalam banyak kasus berada pada bidang ekuator planetnya. Matahari, planet, satelit dari planet-planet berputar pada sumbunya ke arah yang sama dengan pergerakannya sepanjang lintasannya. Struktur tata surya juga alami: setiap planet berikutnya berjarak kira-kira dua kali lebih jauh dari Matahari dibandingkan planet sebelumnya.

Tata surya terbentuk sekitar 5 miliar tahun yang lalu, dan Matahari merupakan bintang generasi kedua (atau bahkan setelahnya). Dengan demikian, Tata Surya muncul dari produk limbah bintang-bintang generasi sebelumnya, yang terakumulasi dalam awan gas dan debu. Keadaan ini memberi alasan untuk menyebut tata surya sebagai bagian kecil dari debu bintang. Pengetahuan ilmu pengetahuan tentang asal usul Tata Surya dan sejarah evolusinya kurang dari yang diperlukan untuk membangun teori pembentukan planet.

Awal tahap selanjutnya dalam perkembangan pandangan tentang pembentukan tata surya adalah hipotesis fisikawan dan astrofisikawan Inggris J. H. Jeans. Dia berpendapat bahwa Matahari pernah bertabrakan dengan bintang lain, akibatnya aliran gas terkoyak, yang mengembun, berubah menjadi planet.

Konsep modern tentang asal usul planet-planet Tata Surya didasarkan pada kenyataan bahwa perlu memperhitungkan tidak hanya gaya mekanis, tetapi juga gaya lain, khususnya gaya elektromagnetik. Ide ini dikemukakan oleh fisikawan dan astrofisikawan Swedia H. Alfvén dan ahli astrofisika Inggris F. Hoyle. Menurut gagasan modern, awan gas asli tempat terbentuknya Matahari dan planet-planet terdiri dari gas terionisasi yang dipengaruhi oleh gaya elektromagnetik. Setelah Matahari terbentuk dari awan gas besar melalui konsentrasi, sebagian kecil dari awan ini tetap berada pada jarak yang sangat jauh darinya. Gaya gravitasi mulai menarik sisa gas menuju bintang yang dihasilkan - Matahari, tetapi medan magnetnya menghentikan jatuhnya gas pada berbagai jarak - tepatnya di tempat planet berada. Gaya gravitasi dan magnet mempengaruhi konsentrasi dan kondensasi gas yang jatuh, dan sebagai hasilnya, terbentuklah planet. Ketika planet-planet terbesar muncul, proses yang sama diulangi pada skala yang lebih kecil, sehingga terciptalah sistem satelit.

Teori asal usul tata surya bersifat hipotetis, dan tidak mungkin menyelesaikan masalah keandalan teori tersebut pada tahap perkembangan ilmu pengetahuan saat ini. Semua teori yang ada memiliki kontradiksi dan area yang tidak jelas.

Saat ini, di bidang fisika teoretis fundamental, sedang dikembangkan konsep-konsep yang menyatakan bahwa dunia yang ada secara objektif tidak terbatas pada dunia material yang dirasakan oleh indera atau instrumen fisik kita. Para penulis konsep-konsep ini sampai pada kesimpulan sebagai berikut: bersama dengan dunia material, terdapat realitas tatanan yang lebih tinggi, yang mempunyai sifat yang berbeda secara fundamental dibandingkan dengan realitas dunia material.

Sistem alam-biosfer-manusia dan kontradiksinya.

Manusia dan masyarakat terkait erat dengan alam dan tidak dapat hidup dan berkembang di luar alam, terutama tanpa lingkungan alam yang mengelilinginya. Hubungan antara manusia dan lingkungan terutama terlihat jelas dalam bidang produksi material. Sumber daya alam berfungsi sebagai dasar alami produksi material dan kehidupan masyarakat secara keseluruhan. Manusia tidak ada di luar alam dan pemanfaatan benda-benda yang diciptakan atas dasar itu.

Manusia paling erat hubungannya dengan komponen alam seperti geografis dan lingkungan.

Lingkungan geografis adalah bagian dari alam (vegetatif dan dunia Hewan, air, tanah, atmosfer bumi), yang terlibat dalam lingkup kehidupan manusia, terutama dalam proses produksi. Bidang tertentu aktivitas manusia dan perkembangan industri tertentu di berbagai negara dan benua bergantung pada karakteristik lingkungan geografis. Kondisi alam yang tidak menguntungkan melambat perkembangan sosial. Oleh karena itu, peradaban kuno awalnya muncul tepatnya di tepian sungai Nil, Efrat, Tigris, Gangga, Indus, dll.

Jika seseorang menemukan semua sarana penghidupan yang dibutuhkannya di alam dalam bentuk siap pakai, tidak akan ada insentif untuk meningkatkan produksi dan pengembangannya sendiri. Bukan hanya kehadiran tertentu kondisi alam untuk produksi, tetapi kekurangannya juga berdampak pada percepatan pembangunan masyarakat. Kehadiran kondisi alam yang beragam merupakan faktor yang paling menguntungkan bagi perkembangan manusia dan masyarakat.

Lingkungan hidup meliputi, selain permukaan bumi dan bagian dalamnya, bagian tata surya yang termasuk dalam atau mungkin termasuk dalam lingkup aktivitas manusia, serta dunia material yang diciptakannya. Secara struktur lingkungan membedakan antara habitat alami dan buatan.

Habitat alami mencakup bagian alam yang mati dan hidup - geosfer dan biosfer. Itu ada dan berkembang tanpa campur tangan manusia, secara alami. Namun, dalam perjalanan evolusi, manusia secara bertahap semakin menguasai habitat aslinya. Awalnya hanya sekedar konsumsi sumber daya alam. Kemudian manusia mulai menggunakan sumber penghidupan alami, mengubahnya dalam kegiatan praktisnya.

Akibatnya, terciptalah habitat buatan - segala sesuatu yang dibuat khusus oleh manusia: berbagai objek budaya material dan spiritual, lanskap yang diubah, serta tumbuhan dan hewan yang dibiakkan melalui proses seleksi dan domestikasi. Dengan berkembangnya masyarakat, peran dan pentingnya habitat buatan bagi manusia terus meningkat.

Sebagai hasil dari transformasi habitat alami yang dilakukan manusia, kita dapat berbicara tentang keberadaan keadaan baru - teknosfer.

Technosphere adalah seperangkat perangkat dan sistem teknis yang dipadukan dengan bidang aktivitas teknis manusia. Strukturnya cukup kompleks, meliputi materi teknogenik, sistem teknis, materi hidup, dan bagian atas kerak bumi, atmosfer, hidrosfer. Dengan dimulainya era penerbangan luar angkasa, teknosfer telah melampaui biosfer dan sudah mencakup ruang dekat Bumi.

Noosphere: konsep dan komponen utama.

Istilah "noosphere" (dari bahasa Yunani Noos - pikiran) diterjemahkan sebagai lingkup dominasi pikiran. Istilah ini pertama kali diperkenalkan oleh Leroy pada tahun 1927, bersama dengan Teilhard de Chardin, ia memandang noosfer sebagai semacam formasi ideal, cangkang pemikiran non-biosfer yang mengelilingi bumi.

Doktrin noosfer belum mempunyai karakter kanonik yang lengkap.

Vernadsky mulai mengembangkan doktrin noosfer sejak awal tahun 30-an. setelah pengembangan rinci doktrin tentang biosfer. Dia menggunakan konsep noosfer dalam arti yang berbeda: - sebagai keadaan planet ketika manusia menjadi kekuatan geologi transformatif terbesar; -sebagai kawasan perwujudan aktif pemikiran ilmiah; -sebagai faktor utama dalam restrukturisasi dan perubahan biosfer.

Ia pertama kali menyadari dan mencoba melakukan sintesis ilmu alam dan ilmu sosial ketika mempelajari permasalahan aktivitas manusia global, secara aktif melakukan restrukturisasi lingkungan.

Persamaan pemahaman Chardin dan Vernadsky tentang noosfer adalah: 1) munculnya pikiran manusia menyebabkan terjadinya perubahan pada biosfer itu sendiri; 2) pemikiran dan aktivitas manusia menjadi faktor geologis, mereka mengubah seluruh lapisan permukaan bumi. 3) transformasi biosfer tidak dapat dihindari dan tidak dapat diubah. Mereka sampai pada kesimpulan ini secara independen pada awal tahun 30an.

Perbedaan konsep Vernadsky dan Chardin: Bagi Chardin, 1) kekuatan pendorong evolusi adalah akal, kesadaran yang tidak bergantung pada individu; 2) noosfer adalah lapisan berpikir bumi yang terbentuk di atas biosfer. Bagi Vernadsky, 1) penggerak evolusi adalah alam itu sendiri, dan pemikiran, akal adalah hasil evolusi alam. 2) noosfer tidak melampaui biosfer, tetapi biosfer berubah menjadi noosfer, yang mengarah pada perbaikan biosfer.

Saat ini Noosfer dipahami sebagai ruang interaksi antara manusia dan alam, di mana aktivitas cerdas manusia menjadi faktor penentu utama pembangunan. Dalam struktur noosfer kita dapat membedakan umat manusia sebagai komponennya, sistem sosial, totalitas pengetahuan ilmiah, gabungan teknologi dan teknologi dalam kesatuan dengan biosfer. Keterkaitan yang harmonis dari seluruh komponen struktur merupakan dasar bagi keberlanjutan keberadaan dan perkembangan noosfer.

Dunia mikro, makro, dan mega.

Ilmu pengetahuan modern mengidentifikasi tiga tingkat struktural di dunia.

Meskipun level-level ini memiliki hukum spesifiknya masing-masing, dunia mikro, makro, dan mega saling berhubungan erat.

dunia mikro.

Pada zaman dahulu, Democritus mengemukakan hipotesis atomistik tentang struktur materi. Berkat karya J. Dalton, sifat fisik dan kimia atom mulai dipelajari. Pada abad ke-19 D.I.Mendeleev membangun sistem unsur kimia berdasarkan berat atomnya.

Dalam fisika, konsep atom sebagai unsur struktural terakhir materi yang tidak dapat dibagi lagi berasal dari ilmu kimia. Sebenarnya studi fisika atom dimulai pada akhir abad ke-19, ketika fisikawan Perancis A. A. Becquerel menemukan fenomena radioaktivitas, yang terdiri dari transformasi spontan atom suatu unsur menjadi atom unsur lain. Pada tahun 1895, J. Thomson menemukan elektron, partikel bermuatan negatif yang merupakan bagian dari semua atom. Karena elektron mempunyai muatan negatif, dan atom secara keseluruhan netral secara listrik, diasumsikan bahwa selain elektron terdapat partikel bermuatan positif. Ada beberapa model struktur atom.

dunia makro.

Dalam sejarah studi tentang alam, dua tahap dapat dibedakan: pra-ilmiah dan ilmiah. Pra-ilmiah, atau filsafat alam, mencakup periode dari zaman kuno hingga terbentuknya ilmu pengetahuan alam eksperimental pada abad 16-17. Fenomena alam yang diamati dijelaskan berdasarkan prinsip filosofis spekulatif. Yang paling signifikan bagi perkembangan ilmu pengetahuan alam selanjutnya adalah konsep struktur diskrit materi, atomisme, yang menurutnya semua benda terdiri dari atom - partikel terkecil di dunia.

Tahapan ilmiah mempelajari alam diawali dengan terbentuknya mekanika klasik. Pembentukan pandangan ilmiah tentang struktur materi dimulai pada abad ke-16, ketika G. Galileo meletakkan dasar bagi gambaran fisik dunia pertama dalam sejarah sains - gambaran mekanis. Dia tidak hanya memperkuat sistem heliosentris N. Copernicus dan menemukan hukum inersia, tetapi juga mengembangkan metodologi cara baru untuk menggambarkan alam - ilmiah dan teoretis. Esensinya adalah hanya ciri-ciri fisik dan geometri tertentu yang teridentifikasi dan menjadi bahan penelitian ilmiah. I. Newton, dengan mengandalkan karya Galileo, mengembangkan teori mekanika ilmiah yang ketat, yang menggambarkan pergerakan benda langit dan pergerakan benda-benda bumi menurut hukum yang sama. Alam dipandang sebagai sistem mekanis yang kompleks. Dalam kerangka gambaran mekanis dunia yang dikembangkan oleh I. Newton dan para pengikutnya, muncullah model realitas diskrit (sel darah). Materi dianggap sebagai zat material yang terdiri dari partikel individu - atom atau sel darah. Atom sangatlah kuat, tidak dapat dibagi, tidak dapat ditembus, ditandai dengan adanya massa dan berat. Karakteristik penting dunia Newton adalah ruang tiga dimensi geometri Euclidean, yang mutlak konstan dan selalu diam. Waktu disajikan sebagai kuantitas yang tidak bergantung pada ruang atau materi. Gerakan dianggap sebagai gerakan dalam ruang sepanjang lintasan yang terus menerus sesuai dengan hukum mekanika. Hasil dari gambaran Newton tentang dunia adalah gambaran Alam Semesta sebagai mekanisme yang sangat besar dan ditentukan sepenuhnya, di mana peristiwa dan proses merupakan rangkaian sebab dan akibat yang saling bergantung.

Eksperimen naturalis Inggris M. Faraday dan karya teoretis fisikawan Inggris J. C. Maxwell akhirnya menghancurkan gagasan fisika Newton tentang materi diskrit sebagai satu-satunya jenis materi dan meletakkan dasar bagi gambaran elektromagnetik dunia. Fenomena elektromagnetisme ditemukan oleh naturalis Denmark H. K. Oersted, yang pertama kali memperhatikan efek magnetis arus listrik. Melanjutkan penelitian ke arah ini, M. Faraday menemukan bahwa perubahan sementara medan magnet menimbulkan arus listrik. M. Faraday sampai pada kesimpulan bahwa ilmu kelistrikan dan optik saling berhubungan dan membentuk satu bidang. Karya-karyanya menjadi titik tolak penelitian J.C. Maxwell yang kelebihannya terletak pada pengembangan matematis gagasan M. Faraday tentang magnetisme dan listrik. Maxwell “menerjemahkan” model garis medan Faraday ke dalam rumus matematika. Konsep “medan gaya” pada awalnya dikembangkan sebagai konsep matematika tambahan. J.C. Maxwell memberinya makna fisik dan mulai menganggap medan sebagai realitas fisik independen: “Medan elektromagnetik adalah bagian ruang yang berisi dan mengelilingi benda-benda yang berada dalam keadaan listrik atau magnet.”

Dunia Mega.

Ilmu pengetahuan modern memandang megaworld atau ruang angkasa sebagai sistem semua benda langit yang berinteraksi dan berkembang.

Era hadron. Partikel berat yang mengalami interaksi kuat;

Era lepton. Partikel cahaya yang masuk ke dalam interaksi elektromagnetik;

Era foton. Durasi 1 juta tahun. Sebagian besar massa - energi Semesta - berasal dari foton;

Era bintang. Terjadi 1 juta tahun setelah kelahiran Alam Semesta. Pada era bintang, proses pembentukan protobintang dan protogalaksi dimulai.

Kemudian gambaran megah terbentuknya struktur Metagalaxy terungkap.

Awal mula Alam Semesta didefinisikan oleh fisikawan teoretis sebagai keadaan supergravitasi kuantum dengan radius Alam Semesta 10 -50 cm

Galaksi adalah sistem raksasa yang terdiri dari gugusan bintang dan nebula, membentuk konfigurasi yang agak rumit di ruang angkasa.

Berdasarkan bentuknya, galaksi secara konvensional dibagi menjadi tiga jenis: elips, spiral, dan tidak beraturan.

Bintang. Pada tahap evolusi Alam Semesta saat ini, materi di dalamnya sebagian besar berbentuk bintang. 97% materi di Galaksi kita terkonsentrasi pada bintang, yang merupakan formasi plasma raksasa dengan berbagai ukuran, suhu, dan karakteristik gerak berbeda. Banyak, jika bukan sebagian besar, galaksi lain memiliki “materi bintang” yang menyumbang lebih dari 99,9% massanya. Usia bintang bervariasi dalam rentang nilai yang cukup luas: dari 15 miliar tahun, sesuai dengan usia Alam Semesta, hingga ratusan ribu - yang termuda. Ada bintang-bintang yang sedang terbentuk dan berada dalam tahap protostelar, yaitu. mereka belum menjadi bintang sungguhan. Pada tahap akhir evolusi, bintang berubah menjadi bintang inert (“mati”). Bintang tidak berdiri sendiri, tetapi membentuk sistem.

Tata surya adalah sekelompok benda langit, yang sangat berbeda ukuran dan struktur fisiknya. Kelompok ini meliputi: Matahari, sembilan planet besar, puluhan satelit planet, ribuan planet kecil (asteroid), ratusan komet, dan benda meteorit yang tak terhitung jumlahnya, bergerak baik dalam kawanan maupun dalam bentuk partikel individu. Semua benda ini digabungkan menjadi satu sistem karena gaya gravitasi benda pusat - Matahari. Tata surya merupakan sistem tertata yang memiliki hukum strukturalnya sendiri. Kesatuan tata surya diwujudkan dalam kenyataan bahwa semua planet berputar mengelilingi matahari dalam arah yang sama dan pada bidang yang hampir sama. Matahari, planet, satelit dari planet-planet berputar pada sumbunya ke arah yang sama dengan pergerakannya sepanjang lintasannya. Struktur tata surya juga alami: setiap planet berikutnya berjarak kira-kira dua kali lebih jauh dari Matahari dibandingkan planet sebelumnya.

Daftar literatur bekas

1. Vashchekin N.P., Los V.A., Ursul A.D. “Konsep Ilmu Pengetahuan Alam Modern”, M.: MGUK, 2000.

2. Gorelov A.A. “Konsep Ilmu Pengetahuan Alam Modern”, M.: Pendidikan yang lebih tinggi, 2006.

3. Kozlov F.V. Buku Pegangan tentang keselamatan radiasi - M.: Energoatom - penerbit, 1991.

4. Kriksunov E.A., Pasechnik V.V., Sidorin A.P., Ecology, M., Bustard Publishing House, 1995.

5. Ponnamperuma S. “Asal Mula Kehidupan”, M., Mir, 1999.

6. Sivintsev Yu.V. Radiasi dan manusia. - M.: Pengetahuan, 1987.

7. Khotuntsev Yu.M. Ekologi dan keamanan lingkungan. - M. : ASADEMA, 2002.

bimbingan belajar

Butuh bantuan mempelajari suatu topik?

Spesialis kami akan memberi saran atau memberikan layanan bimbingan belajar tentang topik yang Anda minati.
Kirimkan lamaran Anda menunjukkan topik saat ini untuk mengetahui kemungkinan mendapatkan konsultasi.

Membagikan: