Современная наука о строении материи и уровнях ее организации

В основе современных научных представлений о строении материи лежит идея ее сложной системной организации. По современным научным данным в структуре материи можно выделить два крупных основных уровня (блока): неорганическая материя (неживая природа) и органическая материя (живая природа).

Неорганическая природа включает следующие структурные уровни:

1. Элементарные частицы — мельчайшие частицы физической материи (фотоны, протоны, нейтрино и др.), каждая из которых имеет свою античастицу. В настоящее время известно более 300 элементарных частиц (включая античастицы), в том числе и так называемые «виртуальные частицы», существующие в промежуточных состояниях очень короткое время. Характерная особенность элементарных частиц — способность к взаимным превращениям.

2. Атом — мельчайшая частица химического элемента, сохраняющая его свойства. Он состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

3. Химический элемент — совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Известно 107 химических элементов (19 получены искусственно), из которых состоят все вещества неживой и живой природы.

4. Молекула — наименьшая частица вещества, обладающая всеми его химическими свойствами. Состоит из атомов, соединенных химическими связями.

5. Планеты — наиболее массивные тела Солнечной системы, движущиеся по эллиптическим орбитам вокруг Солнца.

6. Планетные системы.

7. Звезды — светящиеся газовые (плазменные) шары, подобные Солнцу; в них заключена большая часть вещества Вселенной. Образуются из газопылевой среды (главным образом из водорода и гелия).

8. Галактики — гигантские (до сотен млрд. звезд) звездные системы, в частности, наша Галактика (Млечный путь), которая содержит более 100 млрд. звезд.

9. Системы галактик.

Органическая природа (биосфера, жизнь) имеет следующие уровни (виды самоорганизации):

1. Доклеточный уровень — дезонуклеиновые кислоты, рибонуклеиновые кислоты, белки. Последние — высокомолекулярные органические вещества, построенные из 20 аминокислот, составляют (наряду с нуклеиновыми кислотами) основу жизнедеятельности всех организмов.

2. Клетка — элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех растений и животных.

3. Многоклеточные организмы растительного и животного мира — отдельные особи или их совокупность.

4. Популяция — совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

5. Биоценоз — совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих данный участок суши или водоема.

6. Биогеоценоз (экосистема) — однородный участок земной поверхности, единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания.

Современная наука не только выделяет типы материальных систем, но и раскрывает их связь и взаимодействие. Поэтому критерию выделяют три уровня строения материи:

1. Макромир — совокупность объектов, размерность которых соотносима с масштабами человеческого опыта: пространственные величины выражаются в миллиметрах, сантиметрах, километрах, а время — в секундах, минутах, часах, годах.

2. Микромир — мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная размерность которых исчисляется до 10^-8 — до 16^{-16 см, а время жизни от бесконечности до 10-24} сек.

3. Мегамир — мир огромных космических масштабов и скоростей, расстояние в котором измеряется световыми годами (а скорость света 300 000 км/с), а время существования космических объектов — миллионами и миллиардами лет.