ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы О химической форме движения материи из "Философские вопросы химии" Материальный мир как единство качественно различных тел и явлений существует только в движении. Многовековой опыт, наблюдения и данные естественных наук, прежде всего таких, как физ1ика, химия, биология, наглядно показывают, что все многообразие явлений мире, несмотря на их качественное различие, представляет собой лишь различные формы движущейся материи. Все в мире, каждое материальное тело в каждый данный момент находится в каком-либо, а иногда и сразу в нескольких видах движения. Движение есть способ существования материи, ее самое основное, коренное свойство, внутренне присущий ей атрибут. Понимаемое таким образом движение обнимает собой все происходящие во Вселенной явления и процессы, начиная от простого перемещения и кончая мышлением. Вот почему движение в применении к материи, по определению Ф. Энгельса, — это изменение вообще . [c.8] Изучая характер взаимодействия материальных тел между собой, т. е. их движение, изменение, наука познает особенности, конкретную природу, сущность самих этих тел. О теле, которое не находится во взаимодействии, в движении, ничего сказать нельзя. Оно ничем себя объективно не проявляет, а значит, и реально не существует. Отсюда следующая мысль Ф. Энгельса Предмет естествознания — движущаяся материя, тела . [c.8] Энгельс в работе Анти-Дюринг впервые, опираясь на положение о материальном единстве мира и взаимообусловленности всех его частей, указал на некоторые из форм движения и на принципы их взаимоотношений. Основные формы движения взаимосвязаны, переходят друг в друга. Причем связь эта генетическая, т. е. в процессе развития, усложнения структур материальных образований усложняются и формы их движений. Высшие формы движения материи возникают из низших. Они содержат в себе в подчиненном виде низшие формы, но не сводятся к ним. [c.9] На основе учения о формах движения материи Ф. Энгельс создал классификацию наук. Каждая из наук, с точки зрения Ф. Энгельса, анализирует отдельную форму движения или ряд связанных между собой и переходящих друг в друга форм Поскольку все качественное своеобразие того или иного конкретного вида материи проявляется в специфике форм движения, то познание последних есть познание тел. Следовательно, объективной основой существования, развития и классификации наук служит наличие и качественное различие форм движения материи. [c.9] Успешное решение проблемы имеет не только большой теоретико-познавательный интерес, но и прямой практический смысл, поскольку осведомленность ученых о ходе и условиях процессов синтеза химических элементов в природе поможет осуществлению синтеза их в условиях лаборатории. Данная проблема имеет исключительно важное и философское значение, ибо она так или иначе связана с вопросом о начале и конце мира. [c.11] Теоретическое обоснование идея образования элементов получила только после открытия периодического закона, на основе которого было установлено существование генетической связи между элементами. В результате перехода от одного элемента к другому в условиях постепенного количественного нарастания атомного веса происходит скачкообразное изменение качества, усложнение строения атомов химических элементов. Это позволяет раскрыть общность их состава, являющуюся основанием для важного вывода о возможности превращения элементов. Сам автор периодического закона в статье Естественная система элементов и применение ее к указанию свойств некоторых элементов писал в 1870 г., что все учение химии состоит в учении о свойствах элементов и что цель и задача его — превратить один в другой . Таким образом, закон периодичности, отражающий диалектический закон развития материи, и в частности химического вещества как одной из ее форм, позволил поставить идею о превращаемости элементов на прочную научную основу. [c.11] Синтеза химических элементов. Неясным оставался, однако, основной вопрос где и когда образовались химические элементы в природе В условиях Земли с момента ее образования, а тем более в настоящее время синтез элементов путем ядерных реакций протекать естественно не может. [c.12] Еще в конце XVIII в. возникает идея об образовании элементов в других космических телах. Но попытки обнаружить такие космические объекты долгое время оставались безрезультатными. Это послужило почвой для возникновения теорий о том, что синтез химических элементов в свое время произошел на некоторой дозвездной стадии существования вещества Вселенной и является частью необратимого процесса развития мира, имеющего якобы начало и конец. По этой гипотезе, выдвинутой Г. Гамовым, возникновение элементов— дело далекого прошлого. [c.12] В опровержении подобных взглядов большую роль сыграла молодая наука астрофизика. Ею были представлены доказательства того, что в звездах и в настоящее время происходят реакции с образованием химических элементов. Об этом свидетельствовали данные, полученные известным советским астрофизиком Г. А. Шайном о соотношении изотопов углерода в звездах. В то время как на Земле тяжелого изотопа углерода в девяносто раз меньше, чем легкого, в спектрах некоторых звезд относительное количество тяжелого изотопа составляет одну треть легкого. А соотношение атомов тяжелого и легкого изотопов углерода может меняться только в ходе ядерных реакций. [c.12] Распространенностью, как известно, называется относительное число атомов данного элемента в доступной для наблюдения области Вселенной. За единицу распространенности взята распространенность кремния, равная 10 . Кривая на графике отражает зависимость распространенности от массовых чисел (или атомных весов) элементов. [c.13] После скандия (5с) кривая круто поднимается вверх, достигая максимума для железа и соседних с ним элементов. Известно, что железо, если не брать во внимание водород и Не, есть один из самых распространенных элементов в природе. Наличие максимума для железа является чрезвычайно важной особенностью кривой распространенности элементов. С последующим увеличением массовых чисел распространенность элементов падает. Экспериментальные данные о распространенности химических элементов, установленный на их основе характер связи массовых чисел элементов с их распространенностью получили объяснение в современной науке и легли в основу теории происхождения элементов. [c.14] Начальный момент синтеза элементов имеет, по-видимому, место в молодых, новообразовавшихся звездах, которые состоят в основном из водорода. При этом первичным процессом возникновения элементов является образование из гелия водорода в ходе так называемой протон-нротонной реакции (водородный цикл) при температуре около 10 °К, происходящей внутри (в ядре) звезды в результате ее сжатия. Последующее выгорание водорода в гелий в оболочке звезды происходит путем углеродно-азотного цикла. Для звезд так называемой главной последовательности, к числу которых относится и Солнце, превращение водорода в гелий является основным процессом ядерного синтеза, обеспечивающим их энергию и светимость. [c.15] все рассмотренные выше ядерные реакции (слияния) приводили к возникновению железа. К построению других, более тяжелых элементов приводят иные процессы. Характер последних удалось установить также исходя из результатов анализа данных о распространенности элементов. [c.16] Было установлено, что большей распространенностью отличаются элементы, ядра которых содержат определенное число одинаковых частиц (например, нейтронов)— 20, 50, 82, 126 — магические числа . Оказалось, что ядра с магическим числом нейтронов отличаются повышенной устойчивостью и инертностью по отношению к ядерным реакциям. Основной же путь образования тяжелых элементов — это захват нейтронов, осуществляющийся значительно легче других ядерных реакций в силу электронейтральности нейтронов. Отсюда естественна повышенная распространенность ядер (а значит, и химических элементов), содержащих магическое число нейтронов. Так, кальций, в ядре основного изотопа которого содержится 20 нейтронов, является довольно распространенным элементом в природе. [c.16] Таким образом, оба пути происхождения химических элементов — посредством термоядерных реакций и холодного электромагнитного ускорения — в отдельности не являются взаимно исключающими, а дополняют друг друга. Существует еще много нерешенных и до конца не выясненных проблем, касающихся эволюции звездных тел и связанных с нею процессов образования элементов. В частности, до сих пор не-вполне ясно, откуда взялось межзвездное вещество, являющееся, как предполагают, исходным строительным материалом звездных тел. Не дан также удовлетворительный ответ на вопрос, откуда берется водород и куда исчезает образующийся гелий. Не известна пока еще с полной достоверностью и дальнейшая судьба звезд, в которых израсходовано все ядерное горючее. [c.19] Вокруг этих проблем идут бурные научные дискуссии, выдвигаются гипотезы, столь различные по своему характеру, что служат основанием для противоположных философских выводов. [c.19] путем механического соединения объективных данных о том, что поле тяготения на поверхности коллап-сирующей звезды в какой-то момент столь велико, что никакая частица, даже квант света, не способна покинуть звезду, с интереснейшими выводами, полученными в результате теоретических расчетов, о том, что реакция вещества на высокие температуры зависит от его состояния, с некоторой долей фантазии и не выдерживающего никакой критики идеалистического подхода создается гипотеза о конце мира. Оказывается, что образованное действием чудовищных сил устойчивое состояние небесного объекта, в котором идут напряженнейшие процессы, способные сминать ядерные конструкции, означает якобы отсутствие всяких противоречий, всякого движения. [c.20] Примеры из истории великих открытий с убедительностью показывают, что абсолютизация любых положений в науке никогда не была для нее полезна. Есть ли основание объявлять какое-либо состояние вещества абсолют, ным И может ли вообще оно иметь место Вспомним, как категорически в физике ХУИ1 в. ставился вопрос о неделимости атома, или абсолютности пространства и времени, или о неизменности биологического вида в биологии додарвиновского периода, или, наконец, об отсутствии всякого движения при абсолютном нуле и т. д. Возникновение теории относительности, теории эволюции видов, развитие термодинамики, открытие теоремы Нернста начисто отбросили эти метафизические утверждения. [c.20] Интересна в этом отношении гипотеза о структуре вещества в спресованном состоянии и звездных температурах. Советский физик Д. А. Киржниц путем математического расчета и анализа полученных уравнений пришел к выводу, что при сверхвысоких давлениях, существующих в центрах некоторых звезд, т. е. при сверхплотных состояниях вещества, происходит упорядочение структуры вещества до кристаллического состояния твердого тела В центрах белых карликов, по мнению Д. А. Кир-жница, как раз и существует необходимое для кристаллизации огромное сжатие. Поэтому-то раскаленная сердцевина белого карлика имеет кристаллическое строение. Естественно, что реакции синтеза химических элементов в белых карликах не протекают, поскольку последние состоят в основном из ядер атомов тяжелых элементов. В связи с этим возникает много проблем и вопросов о свойствах и поведении материи, находящейся в сверхплотном состоянии под действием колоссальных давлений. Все это еще подлежит изучению современной наукой. [c.21] Таким образом, белые карлики —не космические трупы, вещество которых выродилось, не последняя ступень эволюции вообще, на которой наступает якобы белая смерть мира, а лишь качественно определенный этап в развитии космического тела. Вещество последнего находится в новом, отличном от предшествующего состоянии, связанном с потерей одних свойств (например, светимости) и приобретением других, в состоянии, являющемся необходимой переходной ступенью к другому качественному изменению. [c.22] Вернуться к основной статье