Вопрос 14. Современные научные представления о систематике и свойствах микрочастиц

Систематика (от греч. systematikos — упорядоченный, относящийся к системе), область знания, в рамках которой решаются задачи упорядоченного определённым образом обозначения и описания всей совокупности объектов, образующих некоторую сферу реальности. Необходимость С. возникает во всех науках, которые имеют дело со сложными, внутренне разветвленными и дифференцированными системами объектов: в химии, биологии, географии, геологии, языкознании, этнографии и т. д. Принципы С. могут быть весьма разнообразными — начиная от упорядочения объектов по чисто формальному, внешнему признаку (например, путём приписывания элементам системы порядковых номеров) и кончая созданием естественной системы объектов, т. е. такой С., которая основана на объективном законе (примером и эталоном такой естественной системы служит периодическая система элементов в химии). Решение задач С. опирается на общие принципы типологии, в частности на выделение в объектах, образующих систему, некоторых устойчивых характеристик: признаков, свойств, функций, связей. При этом единицы, с помощью которых строится С., должны удовлетворять определённым формальным требованиям; в частности, каждая единица (таксон) должна занимать единственное место в системе, её характеристики должны быть необходимы и достаточны для отграничения от соседних единиц. Этим требованиям в наибольшей мере удовлетворяет С., построенная на основе развитых теоретических соображений о строении и законах развития системы. Поскольку, однако, создание теории системы в ряде случаев оказывается исключительно трудным, на практике С. осуществляется обычно путём привлечения соображений как теоретического, так и практического порядка. Собрание разрозненных знаний, не объединенных в связную систему, еще не образует науку. В основе научных знаний лежат определенные исходные положения, закономерности, позволяющие объединять соответствующие знания в единую систему. Знания превращаются в научные, когда целенаправленное собирание фактов и их описание доводится до уровня их включения в систему понятий, в состав теории. Уже в древности приобретает научный характер философия, логика. У древних народов были накоплены немалые знания о количественных отношениях вещей. На основе этих знаний строились довольно сложные сооружения: дворцы, пирамиды и т.д. Но эти элементарные математические знания долгое время носили лишь донаучный характер: они не были объединены в логически связанную систему на основе общих принципов, закономерностей. Впервые математические знания стали обретать научную форму лишь в трудах Эвклида, который придал им системный характер. Практическая химия так же стара, как и человечество. Но элементарные практические сведения о химических процессах не составляли еще науку. Только в ХVII веке начиная с трудов Бойля химия стала превращаться в науку. Системность характеризует различные формы знания (результаты познания). Как правило, она связывается с организованностью научного, художественного и обыденного знания. Однако трактовка системности как организованности знания нуждается в уточнении. Микрочастицами называют элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны, фотоны и другие простые частицы), а также сложные частицы, образованные из сравнительно небольшого числа элементарных частиц (молекулы, атомы, ядра атомов и т. п.). Термин «микрочастица» отражает только одну сторону объекта, к которому он применяется. Всякий микрообъект (молекула, атом, электрон, фотон и т. д.) представляет собой образование особого рода, сочетающее в себе свойства и частицы, и волны. Может быть, правильнее было бы называть его «частицей-волной». В конце XIX - начале XX вв. физика вышла на уровень исследования микромира, для описания которого концептуальные построения классической физики оказались непригодными. В результате научных открытий были опровергнуты представления об атомах как о последних неделимых структурных элементах материи. Невидимый нам микромир состоит из мельчайших частиц материи - электронов, протонов, нейтронов, атомов и т.д. Свойства объектов этого мира совершенно не похожи на свойства привычного макромира. Свойства микрочастиц невозможно описать с позиций классической физики, поэтому возникла принципиально новая физика - квантовая механика.

Вопрос 15. Основные формы фундаментальных взаимодействий явлений объективного мира и их характеристика.
Фундаментальные взаимодействия -- качественно различающиеся типы взаимодействия элементарных частиц и составленных из них тел, то есть самыми основными, исходными, первичными. Для количественного анализа перечисленных взаимодействий используют две характеристики: безразмерную константу взаимодействия, которая определяет величину взаимодействия, и радиус действия. Важнейшей характеристикой фундаментального взаимодействия является его радиус действия -максимальное расстояние между частицами, за пределами которого их взаимодействием можно пренебречь

При малом радиусе взаимодействие называют короткодействующим (сильное и слабое взаимодействия) и проявляются только в микромире при взаимодействии элементарных частиц на расстояниях менее 10-12см. Их интенсивность быстро убывает при увеличении расстояния между частицами. Такие взаимодействия проявляются на небольшом расстоянии, недоступном для восприятия органами чувств. По этой причине эти взаимодействия были открыты позже других (лишь в XX веке) с помощью сложных экспериментальных установок. При большом радиусе взаимодействие называют - дальнодействующим, оно проявляются в макромире, т.е. в мире объектов, с которыми непосредственно сталкивается человек, а также в мегамире - мире космических объектов. Такие взаимодействия медленно убывают при увеличении расстояния между частицами и не имеют конечного радиуса действия. Фундаментальные взаимодействия элементарных частиц изображаются с помощью специальных диаграмм, на которых реальной частице соответствует прямая линия, а ее взаимодействие с другой частицей изображается либо пунктиром, либо кривой По мере увеличения интенсивности фундаментальные взаимодействия располагаются в следующем порядке: гравитационное, слабое, электромагнитное и сильное. Каждое из этих взаимодействий характеризуется соответствующим параметром, называемым константой связи, численное значение которого определяет интенсивность взаимодействия. Предпринимаются попытки найти принцип объединения всех четырех фундаментальных взаимодействий.