物質層次結構
正文
自然界物質存在的普遍形態,表現為按其空間尺度和質量大小等特徵排成的、具有質的差異和隸屬關係的序列。人類對物質層次結構的認識是隨著科學技術的不斷進步而發展的。19世紀以來的物理學,先後揭示了微觀物質結構的原子和分子、原子核和基本粒子層次,並在更深入地揭示基本粒子的組成(層子)及其結構。在對天體的認識方面,人類先後達到了三個新的層次,即銀河系、星系團和總星系,並正在進一步揭示總星系演化規律。與此同時,生物學也揭示了一些新的層次。綜合人類在這方面的認識成果,可以大致畫出一幅人類迄今已認識到的物質層次結構示意圖:
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物質結構的不同層次具有不同的運動規律,具有不同的時空形式,其中也有共同的方面。所以物質層次和時空形式並非簡單地一一對應。例如,從牛頓力學(見I.牛頓到經典電磁學再到經典統計力學,儘管涉及到幾個物質層次,但都是在牛頓絕對時空的框架內展開的。直到相對論的建立,才打破了這個框架。所以一般說來,物質運動的時空形式較之物質存在的具體形態更加普遍、更加穩定。
一定物質層次的存在適應於一定的能量狀態。物質系統的結合能越大,就越穩定。當外加能量在數值上大於這個結合能時,系統就解體,而顯露其內部的組成部分,即更深一個層次的物質單元。在繼續加能的過程中,物質系統就被一層層地剝開。相反地,在不斷減能的過程中,物質外殼則一層層地套上去,而且後套上去的層次把先前的層次包含在內,作為自己的結構成分和從屬要素。這種物質系統分解和複合中的能態突變,更深刻地反映了物質結構的層次性。
由於物質結構的高級層次由低級層次構成,所以高級層次的運動規律應當由低級層次的運動規律加以闡明。這種方法被稱為還原方法,它在科學研究中具有重要的意義。但是,高級層次與低級層次之間在物質結構、運動規律、屬性等方面又存在質的差別,在層次過渡時,這些因素的變化帶有間斷性。因此,那種企圖把高級運動形式歸結為低級運動形式的還原論的想法是錯誤的,是形上學的一種表現。