Система гуманитарного и социально-экономического знания. В. А. Соломатин
объекты представляют собой упорядоченные, структурированные, иерархически организованные системы. В естественных науках изучаются системы неживой и живой природы.
В неживой природе исследуются элементарные частицы, атомы, молекулы, поля, физический вакуум, макроскопические тела, планеты и их системы, звезды и их системы (галактики), Метагалактика.
В живой – системы доклеточного уровня (нуклеиновые кислоты и белки), клетки, многоклеточные организмы, надорганизменные структуры (виды, популяции, биоценозы) и биосфера.
Помимо такого подразделения, выделяются три уровня строения материи:
• микромир: мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов в пространственных масштабах, не превышающих 10-8 м, временных от бесконечности до 10-24 сек;
• макромир: мир макрообъектов (размеры от 10-8 до 107 м);
• мегамир: мир наиболее крупных объектов (планеты, звезды и т. д.), размеры от 107 м и более.
Приведем некоторые параметры для сравнения:
• электрон: r ≈ 10-18 м, m ≈ 10-30 кг
• Земля: d ≈ 107 м, m ≈ 6.10 24 кг
• Солнце: d ≈ 1,4.109 м, m ≈ 2.1030кг
• Солнечная система: d ≈ 6.1016 м, m ≈ mc
• Наблюдаемая Вселенная: r ≈ 1026 м, m ≈ 1050 кг
Микромир. Квантовая теория позволила проникнуть в глубины микромира. В качестве первой элементарной частицы был открыт электрон, а затем в первые десятилетия XX века – фотон, протон, позитрон и нейтрон. Число частиц, именуемых элементарными, достигло в настоящее время почти 400, хотя дать строгое определение понятию «элементарная частица» весьма затруднительно. В качестве первого приближения «под элементарной частицей можно понимать такую микрочастицу, внутреннюю структуру которой нельзя представить в виде объединения других свободных частиц»[83].
Элементарные частицы можно разделить на два класса: фермионы (в честь Энрико Ферми) и бозоны (в честь Шатьендраната Бозе). Фермионы составляют вещество, бозоны (фотон, гравитон, глюоны, векторные бозоны) переносят взаимодействие. Фермионы, в свою очередь, делятся на лептоны (греч. leptos – «легкий») и адроны (греч. adros – «сильный»). К лептонам относятся электрон, электронное нейтрино, мюон, мюонное нейтрино, таон и таонное нейтрино. Все они обладают слабым взаимодействием. К адронам принадлежат два класса частиц: мезоны (пи-мезоны – пионы, ка-мезоны – каоны, эта-мезоны) и барионы (нуклоны – протон, нейтрон и гипероны – лямбда, сигма, кси, омега). Мезоны относятся к нестабильным частицам, барионы составляют класс тяжелых частиц.
Все элементарные частицы обладают целым спектром различных характеристик.
• Электрическим зарядом (все известные частицы имеют либо положительный, либо отрицательный, либо нулевой заряды). Каждой частице, кроме фотона и мезонов, соответствуют античастицы с противоположным зарядом. У частицы и античастицы одинаковы массы покоя, спин и время жизни; при их взаимодействии происходит аннигиляция (уничтожение) каждой из них,