Понятие “материя” начало зарождаться еще во времена античного мира на заре научной эпохи Древней Греции. Тогда известные мыслители пытались понять, из чего состоят все вещи вокруг нас. Они часто связывали понятие материи с тем нечто, что формирует весь объективный видимый мир. Они искали единое начало всего в бесконечном измерении всех вещей. Однако долгое время материи придавался довольно однообразный смысл, характеризующий определенными веществами.
Составными частями материи были вода, воздух, огонь, однако внутреннюю природу всех явлений так и не удавалось постичь. Спустя некоторое время с развитием науки и техники удалось сформировать первые принципы и понятия микромира и создать математически обоснованные модели. Так родилась квантовая теория материи.
Первые постулаты мир увидел в 19 веке, когда удалось сопоставить электромагнетизм и его влияние на все процессы во Вселенной. С этого момента материя стала рассматриваться не только как вещество, но и некая сила, основы которой не удается в полной мере разгадать исследователям до сих пор.
Изучение квантовой теории материи
Более ста лет назад с внедрением в язык ученых сложных понятий об атомной структуре всего живого в объективном мире, понятие материи немного начало преображаться и приобретать новый и более полный смысл. На современном этапе развития физики различие силы и вещества уже полностью исчезает, поскольку принято считать, что любое силовое поле уже содержит энергию и представляет собой часть материи. Силовым полям соответствует определенный вид элементарных частиц. В одной и той же реальности существует две формы проявления этой же реальности:
- частицы;
- силовые поля.
При изучении проблемы материи исследователь вначале должен познать о форме материи. Объектом исследования должны стать бесконечное многообразие и изменчивость форм материи. Затем все усилия могут быть брошены на сопоставление законов природы и найдены по окончания исследований единые принципы, на основе которых существует материя, как бесконечное поле для постоянных изучений. На современном этапе развития при изучении физики принято сконцентрироваться на анализе строения материи и определяющих это строение сил.
Сегодня основным источником знаний в этой области стал экспериментальный метод. Впервые он был применен еще во времена Галилея. Теперь он распространен повсеместно и дает понять всем исследователь о природе существовании и развитии материи. Подобный метод позволил уйти от формирования исключительно теоретических представлений об окружающей действительности.
Специфические исследования в этой области позволяют выделить характерные процессы в природе. Таким образом, при изучении материи необходимо строгое проведение над ней экспериментов. Для этого обычно ставят материю в необычные для нее условия, а затем изучают ее превращение, происходящее в схожих обстоятельствах. Ученые подобным образом стремятся познать и определить фундаментальные черты материи, когда видят произошедшие изменения своими глазами.
Особое место в процессе изучения материи заняла химия. Исследователи в этой области могли рассмотреть и выделить все специфические свойства вещества, разложив его на отдельные части, а затем путем опытов прийти к определенным выводам и сформировать новые законы взаимодействия в пространстве между различными химическими соединениями. Так шаг за шагом могла формироваться полноценная квантовая теория материи. Тогда при определенных условиях специалисты не могли разложить различными веществами, имеющимися в лаборатории какую-либо субстанцию. Она получала название элемента, что легло в основу всего понимания по изучению строения материи.
Все многообразие веществ и элементом было постепенно сведено к конечному числу химических элементов, а затем все данные были структурированы. Через некоторое время слово «атом» стало применяться к мельчайшей единице материи, что входила в состав конкретного химического элемента. Так мельчайшей частицей железа стали просто обозначает атом железа, а в состав воды стали входить сразу несколько мельчайших элементов, что отражалось в соответствующих формулах строения химического элемента.
Важнейшей частью на пути к развитию квантовой теории материи стало открытие сохранения массы в происходящих химических процессах. Подобное открытие принесло понятию материи некий количественный смысл, поскольку она могла быть измерена ее массой, независимо от химических свойств изучаемого объекта.
За все время исследований в области химии были открыты более ста элементов и работа по их формированию до сих пор продолжается. Несмотря на это, полного понятия о физических и химических свойствах материи пока не найдено и эксперименты продолжаются.
Существует предположение, что подобных сочетаний материи очень много, и она не является однородным образованием. Между различными видами материи нет никаких видимых внешних и внутренних связей. Однако подобную теорию не могут разрешить на современном этапе развития исследований.
Ядерное строение атомов
К началу 20 века после основополагающего открытия и дальнейших исследований в области радиоактивных веществ были установлены новые закономерности взаимодействия между собой. Ученые Резерфорд и Кюри отметили, что альфа-частицы испускались в этих процессах в виде обломков атомов с энергией. Она оказалась в миллионы раз больше, чем энергия единичной частицы. Эти частицы были полностью использованы при новых исследованиях строения атома вещества. Так появилась ядерная модель атома.
Однако даже ядерная модель строения атома, представленная Резерфордом, не могла полностью объяснить систему, где в полной мере выполняются законы механики, представленной еще во времена Исаака Ньютона. Для этого нужно было понять, почему существует стабильность атома и как это влияет на все представленные процессы в веществе.
Квант действия Планка
Квантовая теория тесно переплетается с другой универсальной постоянной природы. Ее называют планковским квантом действия. Известно, что объективное описание процессов, происходящих в пространстве и во времени становится возможным только тогда, когда ученые имеют дело с предметами и процессами сравнительно больших масштабов.
Тогда формируется постоянная величина, которую ввел в оборот при анализе исследований ученый Планк. Постоянную Планку принято рассматривать как бесконечно малую величину, удобную для различных вычислений и формирования математических моделей.
Благодаря экспериментам и выдвижению новых теорий, характеризующих строение материи на квантовом уровне, ученые стремятся согласовать весь накопленный опыт в области изучения элементарных частиц, чтобы прийти к полному пониманию процессов, которые обусловлены существованием материи. Сегодня экспериментаторы намерены не только обнаружить «частицу Бога» - самую маленькую частицу атома, но и сделать выводы на основе проведенных математических анализов. Это необходимо для полного формирования представления об окружающей действительности, существования всего живого и неживого в этом мире и факторов зарождения условий для жизни.
