Materija

(Preusmjereno sa Tvar)
Materija
Quartz oisan.jpg
Drop closeup.jpg
NO2-N2O4.jpg
Plasma-lamp 2.jpg
Materija se obično klasifikuje u tri klasična stanja, pri čemu se plazma ponekad dodaje kao četvrto stanje. Odozgo nadole: kvarc (čvrsto agregatno stanje), voda (tečnost), azot-dioksid (gas), i plazmeni globus (plazma).

Materija ili tvar se obično shvata kao supstancija ili "građa" od koje je načinjena priroda,[1] odnosno sve što se može čulima opažati i poseduje fizičke osobine.[2][3] Materija u strukturnom pogledu javlja se u dva osnovna oblika: kao određena masa, tj. skup čestica, i kao elektromagnetska energija, tj. valovi.

U klasičnoj fizici i opštoj hemiji, materija je svaka supstanca koja ima masu i zauzima prostor, jer ima zapreminu. Iako u nauci danas dominira takozvana materijalističko-dijalektička teorija, nema jasno definisane teorije materije koja je naširoko poznata. Materija bi se najjednostavnije mogla defenisati kao istovremena manifestacija mase i energije u vremenu i prostoru. Kao filozofska i fizička kategorija, materija je neodvojivo povezana sa drugim kategorijama, a to su prostor, vreme i kretanje. Materija, dakle, uvek postoji u prostoru (zauzima neki prostor) i vremenu, a, takođe, ne može postojati bez kretanja tj. nalazi se u stanju stalnog i neprekidnog kretanja i promene. Jedan od najstarijih zakona fizike, formulisan još u antičkoj Grčkoj, je Zakon održanja materije koji glasi: Materija se ne može uništiti, niti ni iz čega stvoriti, ona može samo da se menja i da prelazi iz jednog u drugi oblik.

U 19. veku su postavljeni savremeni temelji fizike u smislu definisanja osnovnih elemenata prirode. Tada je primećeno da osim fizičkih tela postoji nešto što u prirodi može imati fizičke osobine, a ne mora imati masu i oblik. To je bila energija i dugo je smatrana osnovnim i nezavisnim sastavnim delom prirode. Taj drugi oblik postojanja materije se obično zove fizičko polje. U anglosaksonsiim zemaljama pod materijom se podrazumeva samo supstancija kao građa fizičkih tela, a za fizičko polje (field) često se koristi izraz energija (energy).[4]

Od pojave specijalne teorije relativnosti uvodi se dvojnost materija-energija. Postoji izuzetno čvrsta veza između materije i energije, jer su materija (masa) i energija, prema poznatoj Ajnštajnovoj jednakosti, potpuno ekvivalentni i mogu se i pretvarati jedna u drugu - materija u energiju u procesu anihilacije, a energija u materiju u procesu kreacije. Materija i energija su dva pojavna oblika iste stvarnosti. Materija postoji u različitim stanjima (takođe poznatim kao faze). Time su obuhvaćene klasične svakodnevne faze kao što su čvrsta, tečna, i gasna – na primer voda postoji kao led, tečna voda, i gasovita para – ali i druga moguća stanja, uključujući plazmu, Boze-Ajnštajnove kondenzate, fermionske kondenzate, i kvark-gluonsku plazmu.[5]

Obično se atomi mogu zamisliti kao jezgro od protona i neutrona, i okružujući „oblak” orbitirajućih elektrona koji „zauzima prostor”.[6][7] Međutim, ovo je samo donekle tačno, jer subatomske čestice i njihove osobine reguliše njihova kvantna priroda, što znači da one ne deluju kao što svakodnevni predmeti deluju – one se mogu ponašati kao talasi i kao čestice i one nemaju dobro definisane veličine niti pozicije. U standardnom modelu fizike elementarnih čestica, materija nije fundamentalan koncept, jer su elementarni konstituenti atoma kvantni entiteti koji nemaju svojstvenu „veličinu” ili „zapreminu” u svakodnevnom smislu te reči. Usled principa isključenja i drugih fundamentalnih interakcija, „materijalne tačke” poznate kao fermioni (kvarkovi, leptoni), i mnoge smeše i atomi, su efektivno prisiljeni da se drže na rastojanju od drugih čestica pod svakodnevnim uslovima; to stvara svojstvo materije koja nama izgleda kao materija koja zauzima prostor.

Tokom većeg dela naučne istorije ljudi su razmatrali prirodu materije. Ideju da je materija izgrađena od diskretnih gradivnih blokova, takozvanu korpuskularnu teoriju materije, prvi put je izneli grčki filozofi Leukip (~490 pne) i Demokrit (~470–380 pne).[4]

Materija vs. masaUredi

Materiju ne treba mešati sa masom, jer ta dva termina nisu ista u modernoj fizici.[8] Materija je opšti termin koji opisuje bilo koju fizičku supstancu. U kontrastu s tim, masa nije supstanca već kvantitativno svojstvo materije i drugih supstanci ili sistema; razni tipovi mase su definisani u okviru fizike – uključujući ali ne ograničeno na masu mirovanja, inercionu masu, relativističku masu, masu–energiju.

Dok postoje različita gledišta na to šta treba smatrati materijom, masa supstance ima precizne naučne definicije. Druga razlika je u tome što materija ima svoju „suprotnost” koja se naziva antimaterija, dok masa nema takvu suprotnost - ne postoji „antimasa” ili negativna masa, koliko je do sad poznato, iako naučnici raspravljaju o tom konceptu. Antimaterija ima isto (i.e. pozitivno) svostvo mase, kao i njen normalni pandan.

Različita polja nauke koriste termin materije na različite, i ponekad nekompatibilne načine. Neki od tih načina su bazirani na nepreciznim istorijskim značenjima, iz vremena kad nije bilo razloga da se masa razlikuje od jednostavnog kvantiteta materije. Stoga ne postoji jedinstveno univerzalno dogovoreno naučno značenje reči „materija”. Naučno, termin „masa” je dobro definisan, dok se „materija” može definisati na nekoliko načina. Ponekad u polju fizike „materija” se jednostavno poistovećuje sa česticama koje manifestuju masu mirovanja (i.e., koje ne mogu da putuju brzinom svetlosti), kao što su kvarkovi i leptoni. Međutim, u fizici i hemiji, materija ispoljava talasna i partikularna svojstva, što je takozvani princip dualnosti talasa i čestica.[9][10][11]

Definicije materijeUredi

Definicija „materije” bazirana na njenim fizičkimi hemijskim svojstsvima je: materija je napravljena od atoma.[12] Takva atomska materija se isto tako ponekad naziva običnom materijom. Na primer, molekuli dezoksiribonukleinske kiseline (DNK) su materija po toj definiciji pošto se oni sastoje od atoma. Ova definicija se može proširiti tako da obuhvata naelektrisne atome i molekule, tako da su njome pokrivene plazme (gasovi jona) i elektorliti (jonski rastvori), koji nisu očigledno uvršteni u atomsku definiciju. Alternativno, može se usvojiti definicija protona, neutrona, i elektrona.

Definicija „materije” finije skale od atoma i molekula je: materija se sačinjena od onog od čega su atomi i molekuli sačinjeni, čime se obuhvata sve napravljeno od pozitivno naelektirsanih protona, neutralnih neutrona, i negativno naelektrisanih elektrona.[13] Ova definicija ide izvan atoma i molekula, tako da su njome obuhvaćene supstance napravljene od tih gradivnih blokova i kad oni nisu jednostavno unutar atoma ili molekula, na primer elektronski zraci u starim televizorima sa katodnim cevima, ili materija belih patuljaka, tipično jezgra ugljenika i kiseonika u moru degenerisanih elektrona. Na mikroskopskom nivou, konstituentne „čestice” materije kao što su protoni, neutroni, i elektroni podležu zakonima kvantne mehanike i ispoljavaju talasno–korpuskularnu dualnost. Na još dubljem nivou, protoni i neutroni se sastoje od kvarkova i polja sila (gluona) koja iz drže zajedno.

Materija u nauciUredi

U fizici supstancija je sve što se sastoji od elementarnih fermiona. Materija se prevashodno sastoji od protona, neutrona i elektrona. Bozoni (među koje spada i foton) koji posreduju u delovanju četiri elementarne sile smatraju se materijom i imaju energiju i masu (mirovanja). Dakle, supstancija se sastoji od kvarkova i leptona.

Uopšteno, materija može postojati u nekoliko agregatnih stanja. Najčešće pominjana stanja su: čvrsto agregatno stanje, tečno stanje, gasovito stanje i često se pominje plazma kao četvrto agregatno stanje. Mada fizika poznaje i stanja: superfluidno stanje, Boze-Ajnštajnov kondenzat, i fermionski kondenzat. Homogena supstanca poseduje određen sastav i osobine, i bilo koja količina homogene materije ima isti takav sastav i iste osobine. Supstanca može biti mešavina, kao što je bronza ili elementarna materija kao što je gvožđe. Heterogena supstanca, kao što je granit nema određen sastav.

Hemijske supstance su sastavljene od molekula i atoma, a one od elementarnih čestica, kao što su leptoni i kvarkovi.

Materija u filozofijiUredi

Bonaventura smatra da su sva stvorena bića sastavljena od materije i forme (hilomorfizam). On pod materijom podrazumeva potencijal u najširem smislu, a ne ono što je suprotstavljeno duhu. Po njemu, "materija posmatrana po sebi nije ni duhovna ni telesna".[14] Međutim, Bonaventura tvrdi da tvar nikada aktuelno ne postoji odvojeno od forme. Materija, uzeta po sebi jeste prosta mogućnost ili moć. Jedino u biću koje je čista delatnost, bez imalo potencijalnosti, uopšte nema materije.[15]

Irski filozof Džordž Berkli podseća da nam čula daju znanje jedino o našim opažajima, ali nas ne obaveštavaju o postojanju neopaženih stvari izvan svesti. Po njemu, ne postoji nikakav razlog da verujemo u postojanje fizičkih tela izvan svesti. Jer, ne postoji nužna veza između pretpostavke vanjskih tela i naših ideja.[16] Ono što se dešava u snovima, bunilu i slično, neosporno potvrđuje da je moguće da budemo aficirani idejama bez ikakvih vanjskih tela.[17] No, čulne ideje su jače, življe i razgovetnije od ideja mašte. One, takođe, poseduju postojanost, red i povezanost i nisu izazvane nasumce, već u pravilnim nizovima ili serijama, "čiji izvanredan spoj dovoljno svedoči o mudrosti i blagonaklonosti njihovog tvorca".[18] Prema Berkliju, ideje koje Tvorac utiskuje u čula nazivaju se realnim stvarima, a ideje izazvane u mašti se nazivaju idejama ili slikama stvari.[19] Tako, sve što vidimo, osećamo, čujemo ili na ma koji način razumemo, jeste sigurno i stvarno.[20] Dakle, realno postoje opažene stvari, ali ne postoji materija.[21]

LiteraturaUredi

IzvoriUredi

  1. Mongillo 2007, str. 30.
  2. Penrose 1991, str. 21.
  3. "Matter (physics)". McGraw-Hill's Access Science: Encyclopedia of Science and Technology Online. http://www.accessscience.com/abstract.aspx?id=410600&referURL=http%3a%2f%2fwww.accessscience.com%2fcontent.aspx%3fid%3d410600. Pristupljeno 24. 05. 2009.. 
  4. 4,0 4,1 Olmsted & Williams 1996, str. 40.
  5. "RHIC Scientists Serve Up "Perfect" Liquid" (Press release). Brookhaven National Laboratory. 18. 04. 2005. Pristupljeno 15. 09. 2009.  Check date values in: |date=, |accessdate= (help)
  6. Davies 1992
  7. G. 't Hooft (1997). In search of the ultimate building blocks. Cambridge University Press. str. 6. ISBN 978-0-521-57883-7. https://books.google.com/?id=e-7eAp-bVbEC&pg=PA6. 
  8. Mongillo 2007, str. 30
  9. P.C.W. Davies (1979). The Forces of Nature. Cambridge University Press. str. 116. ISBN 978-0-521-22523-6. https://books.google.com/?id=Av08AAAAIAAJ&pg=PA116&dq=%22matter+field%22. 
  10. Weinberg 1998, str. 2
  11. Masujima 2008
  12. Barker 1870, str. 2
  13. Podesta 2002
  14. Frederik Koplston, Srednjovekovna filozofija (str. 276), Beograd, 1989.
  15. Frederik Koplston, Srednjovekovna filozofija (str. 277), Beograd, 1989.
  16. Džordž Berkli, Rasprava o principima ljudskog saznanja (str. 48 – 50), Beograd 1977.
  17. Džordž Berkli, Rasprava o principima ljudskog saznanja (str. 48 – 50), Beograd 1977.
  18. Džordž Berkli, Rasprava o principima ljudskog saznanja (str. 55), Beograd 1977.
  19. Džordž Berkli, Rasprava o principima ljudskog saznanja (str. 56), Beograd 1977.
  20. Džordž Berkli, Rasprava o principima ljudskog saznanja (str. 58), Beograd 1977.
  21. Džordž Berkli, Rasprava o principima ljudskog saznanja (str. 58), Beograd 1977.

Vidi jošUredi

Spoljašnje vezeUredi