Вещество и материя. Логофизика

Перевод статьи на английский язык, упоминание о статье и любое использование опубликованного в статье материала в англоязычных публикациях без разрешения автора запрещается!


1.
Чем различаются вещество и материя? Ведь известно, что само слово «материя» пришло к нам из латинского и переводится как «вещество»! А к римлянам это понятие попало, как и большинство терминов, используемых в философии и науках, от греков. Согласно данным, приводимым Википедией, ещё Платон в своё время считал, что, кроме идей как причин всего происходящего и вещей как результата, должно быть что-то третье, третья «промежуточная» природа – он называл её «кормилицей всякого рождения», а также «матерью» всех вещей. Исходя из этого, понятно, что под «матерью» вещей Платон подразумевал то, из чего «рождена» каждая вещь, из чего она состоит, то есть именно вещество.
Так почему же сегодня в науке используются два термина вместо достаточного, как кажется, одного из них?

В Википедии любой интересующийся может прочитать, что вещество – это «одна из форм материи». Понимать это надо так, что материя, якобы, представлена в земной природе и в космосе несколькими различными непохожими друг на друга видами – это «поле», «вещество», «тёмная» материя и «тёмная энергия», из которых о последних двух никому ничего не известно, потому они и «тёмные». Это при том, что ни сама материя, ни поле, ни энергия в современной науке не определены, а самым чётким определением материи в этой же Википедии является следующее: «Материя – это объект изучения физики». И подобным же образом чётко определено вещество в другой статье: «Вещество – это объект изучения химии».
Подобное словоблудие не делает чести современной науке – как физике, так и химии, – но всё же что отличает материю от вещества?

Есть очень простой ответ. Их отличают друг от друга их количественные характеристики, то есть их меры!
Мера – это физическая величина какого-либо свойства. Материя определяется таким свойством как тяжесть. Величиной тяжести является масса, она измеряется количеством выбранных для измерения минимальных «материальных» единиц. А вещество само уже есть проявление свойства пространства, так как пространство имеет такое свойство как «вещественность пространственных измерений», и вещество, которое мы имеем в виду, характеризует вещественность трёхмерного пространства. Это означает, что в трёхмерном, нашем с вами, пространстве есть собственное вещество, отличающееся от веществ двухмерного или одномерного пространства. И ещё это означает, что вещество как свойство трёхмерного пространства имеет собственную величину – плотность трёхмерного вещественного пространства, измеряемую как отношение массы материи, содержащейся в некотором объёме пространства или заполняющей этот объём, к этому объёму. То есть, говоря о материи, мы не задаёмся вопросом о пространстве, которое она занимает, а подразумеваем лишь её тяжесть, которую мы можем ощущать, когда эта материя на нас давит. А, говоря о веществе, мы обязательно имеем в виду пространство, которому принадлежит это вещество, и подразумеваем «плоть» этого пространства – рыхлую или плотную, – которую мы можем ощутить, если сами надавим на неё.


2.
Вещество – это содержащаяся в измерении (измерениях) пространства материальная среда, представляющая собой неопределённое множество материальных объектов, каждый из которых может являться как объектом, так и качественно объединённой системой объектов, которая, в свою очередь, может как иметь собственное ограниченное пространство, так и совмещаться в общем пространстве с другими системами.

В этом подробном определении словосочетание «неопределённое множество» означает, что изучаемое вещество в рассматриваемом измерении пространства может состоять из большого множества компонентов, а может состоять всего из одного-двух материальных объектов. Например, вещество любой одноатомной молекулы (ртуть, медь и пр.) состоит из одного атома, вещество молекулы простого газа (кислород, водород) состоит из двух атомов, и т.п.
Словосочетание «содержащаяся в измерениях пространства материальная среда» подразумевает под собой не только содержание среды в привычном нам трёхмерном пространстве, но и в других измерениях – в одномерном и двухмерном пространствах, где эта среда может являть собой полевое вещество – линию или поверхность (подробнее см. статью «Вещество пространства» http://proza.ru/2020/08/21/1737).
Словосочетание «качественно объединённая система объектов» означает не просто количественное множество различных материальных объектов, а систему, объединяющую в себе различные объекты – материальные, пространственные – и их отношения друг с другом (подробнее см. в статье «Множество и система» http://proza.ru/2020/08/21/1744). Например, количество вещества – моль, – как и любая другая масса, является простым количественным множеством, а именно, множеством молекул какого-либо химического вещества. А вот молекула химического или органического вещества – это уже не просто множество атомов, а система, в которой атомы связаны друг с другом различными отношениями.


3.
Так как вещество любого рассматриваемого материального объекта – это среда, а среда – это множество более мелких или подчинённых частей объекта, которые, в свою очередь, также могут являться объектами, то в веществах просто не может не быть своеобразного порядка в виде «иерархии» систем. Например, планета занимает (имеет) собственное «планетное» пространство, содержащее «планетарное» вещество. «Планетарное» вещество является множеством материальных объектов – планетарных сфер, каждая из которых не имеет чётко ограниченного пространства, а частично делит своё пространство или полностью совмещается в пространстве планеты с другими сферами планеты (литосфера, гидросфера, атмосфера, биосфера, стратосфера, ионосфера, магнитосфера).

Каждая планетарная сфера, как материальный объект или качественная система объектов, в своём неопределённом «сферическом» пространстве содержит собственное «сферное» вещество (атмосферное, биосферное и пр.), которое является множеством материальных объектов – физических (то есть, твёрдых, пластичных, жидких, газообразных, плазмообразных и пр.) тел, компонентов вещества планетарной сферы, каждый из которых не обязательно имеет чётко ограниченное пространство, а может частично или полностью совмещаться в пространстве сферы с другими компонентами этой сферы. Например, компонентами вещества атмосферы являются воздух, пыль, водяной пар или испарения других веществ, растительные остатки и пр. Из них лишь твёрдые частички пыли или растительные остатки имеют в качестве материальных объектов свои собственные пространства, а такие компоненты-газы как воздух или пар своими пространствами совмещаются. А компонентами вещества гидросферы являются жидкие моря и твёрдо-пластичные ледники, компонентами вещества литосферы являются твёрдые массивы горных пород и жидкая расплавленная магма и т.д.

Любой компонент любой планетарной сферы, то есть любое физическое тело в своём физическом пространстве также содержит материальную среду – физическое вещество – множество физических соединений, или точнее, «компактных объединений» химических веществ, каждое из которых является материальным объектом, так называемым «физико-химическим телом», и которое может являться как объектом (однородная жидкость, однородный газ, кристалл минерала без примесей и пр.), так и качественно объединённой системой объектов (раствор, смесь, взвесь, горная порода и пр.), которая, в свою очередь, может как иметь собственное ограниченное пространство, так и совмещаться в общем пространстве с другими системами (растворами, смесями, породами). Тот же воздух, как газообразное физическое тело, содержит в своём пространстве такое физическое вещество как смесь газов – кислорода, азота, углекислого газа и пр., то есть можно проще сказать, что воздух является смесью газов, причём атмосферный столб воздуха или комнатный воздух – это тело, а смесь – это вещество тела. А, к примеру, моря или ледники как физические тела содержат в себе такие физические вещества как растворы солей в воде (жидкое вещество) или, соответственно, кристаллы замёрзшей воды (твёрдое вещество).

Любое физическое соединение (объединение) любых химических веществ, то есть любое «физико-химическое» тело в своём объединённом «физико-химическом» пространстве также, конечно, содержит материальную среду – простое и (или) сложное химическое вещество – множество молекул (материальных объектов, «химических тел»), каждая из которых может являться как объектом (простым «химическим телом», молекулой одного химического элемента), так и качественно объединённой системой объектов-атомов (химическим соединением), которая, в свою очередь, может как иметь собственное ограниченное пространство, так и совмещаться в общем пространстве с другими системами (химическими соединениями, молекулами, составленными из атомов нескольких элементов).

Любая молекула любого химического вещества (простого или сложного) в своём неопределённом «молекулярном» пространстве также содержит материальную среду – молекулярное вещество, множество материальных объектов, а именно, атомов химических элементов, каждый из которых (атом в виде количества нуклонов и электронов) может являться «простым» объектом (атом водорода, содержащий один протон и один электрон) или качественно объединённой системой объектов (изотопы водорода или любой атом другого химического элемента), которая, в свою очередь, может как иметь собственное ограниченное пространство, так и совмещаться в общем пространстве с другими системами (изотопами, атомами). Атом самородной меди, например, как материальный объект и компонент вещества молекулы имеет собственное пространство в кристаллической решётке металла, а атом меди в любом её соединении (соли, окислы) уже совмещает или делит своё пространство с атомами других химических элементов в молекуле химического соединения.

Любой атом любого химического элемента как материальный объект (или качественная система объектов) в своём атомарном пространстве содержит собственное атомарное вещество, которое является множеством материальных объектов – нуклонов и электронов, – каждый из которых не обязательно имеет своё отдельно ограниченное пространство, а может частично или полностью совмещаться в пространстве атома с другими компонентами атомарного вещества. Например, компонентами атома гелия являются четыре нуклона и два электрона. Из них лишь нуклоны занимают в качестве материальных объектов трёхмерное пространство, а электроны своими двухмерными пространствами совмещаются с пространством нуклонов.


4.
Химические вещества есть простые и сложные. В современной науке простые определяются как «химические вещества, состоящие исключительно из атомов одного химического элемента, в отличие от сложных веществ. Являются формой существования химических элементов в свободном виде… Это некоторые молекулярные и атомарные газы, различные формы углерода, йод, некоторые металлы. Один и тот же химический элемент иногда может образовывать несколько типов простых веществ, называемых аллотропными модификациями… При нормальных условиях простые вещества для 11 элементов являются газами, для 2 элементов жидкостями, для остальных элементов – твёрдыми телами» (Википедия).

Ещё в Википедии есть познавательная таблица сравнения характеристик химического элемента и простого вещества, из которой можно сделать вывод, что «единицей» простого вещества является молекула, состоящая из связанных друг с другом атомов одного химического элемента.
Исходя из этого, можно считать, что простое химическое вещество – это множество молекул одного химического элемента, находящееся в определённых обстоятельствах, то есть однородная материальная (молекулярно-химическая) среда в конкретных условиях давления и температуры.
По аналогии, можно считать, что «единицей» сложного химического вещества, то есть химического соединения, является молекула, состоящая из двух и более связанных друг с другом атомов разных химических элементов. А само «сложное химическое вещество» – это множество молекул, состоящих из атомов определённо разных химических элементов, находящееся в определённых обстоятельствах, то есть это однородная материальная (а именно, молекулярно-химическая) среда в конкретных планетарных условиях давления и температуры (в определённом агрегатном состоянии – твёрдом, жидком, газообразном).

Из вышесказанного напрашивается вывод, что химический элемент – это «единичная» часть молекулы простого химического вещества. Но о ней нельзя говорить как о «мельчайшей» части, потому что она не связана с пространством. Но эта часть и не количественная, поскольку количественной частью молекулы, которую можно связать с материей, является атом со своей тяжестью, измеряемой в а.е.м. А химический элемент, в таком случае, можно отнести к атому лишь как признак принадлежности атома.

Представим таблицу месячного дохода, например, средней зарплаты на повремёнке, работников какого-нибудь большого предприятия. Тарифная ставка рабочего, отвечающего лишь за своё рабочее место, меньше ставки мастера, отвечающего за нескольких рабочих. А у того ставка меньше ставки начальника участка, отвечающего за участок с мастерами и рабочими. Ещё выше доход главного инженера, несущего ответственность за все цеха и участки, ещё выше у зама по производству, и самая высокая ставка прописана у директора предприятия. То есть понятие дохода по всей таблице одно и то же, а принадлежность его разная – есть доход начальника, и есть доход мастера или рабочего, – и, в зависимости от принадлежности, доход имеет разную величину. Да ещё и у рабочих – электриков, слесарей и др. разные ставки, потому что они выполняют разные обязанности с разной частотой действий. И у мастеров разные ставки, в зависимости от количества подчинённых, так как чем больше работников, тем чаще приходится вертеться.

Так и атомы в Периодической таблице – в зависимости от принадлежности тому или иному химическому элементу, они (атомы) имеют разную величину тяжести, разную массу. В таблице доходов предприятия мастер и рабочий являются работниками, которые выполняют каждый свои определённые обязанности. Так и химические элементы в Периодической таблице являются объектами, отвечающими за выполнение определённых разных действий. То есть «химический элемент» – это элемент действия, объект относительный, а не материальный и не пространственный. Это означает, что химический элемент есть набор ядерных процессов, происходящих в пространстве атома, а точнее, это совокупность и (или) последовательность действий нуклонов вокруг или около центра тяжести атома, зависящая от количества нуклонов в атоме.

Таким образом, Периодическая система химических элементов, открытая Дмитрием Ивановичем Менделеевым, является Периодической системой «элементарных действий в атоме, количественно изменяющихся с увеличением материальных компонентов атома». И теперь легко расшифровывается термины «химический» – это «действующий в атоме», «химический элемент» – это «элементарные действия нуклонов в атоме» или «набор действий нуклонов в атоме», «химическое соединение» – это совмещение по частоте действий нуклонов двух или трёх разных атомов. Например, «химический элемент Н (водород)» означает одно единственное элементарное действие единственного нуклона, из которого состоит атом – один оборот вокруг своей оси. Изотоп водорода дейтерий имеет два нуклона, и совместными их действиями являются пол-оборота каждого вокруг общего центра тяжести и пол-оборота каждого вокруг своей оси, то есть каждый совершает пол-оборота вокруг другого, что в сумме даёт один оборот, элементарное действие, такое же как совершает единственный нуклон простого водорода. А «химический элемент Не (гелий)» означает четыре совместных действия четырёх нуклонов вокруг общего центра тяжести – каждый совершает четверть оборота, что в сумме даёт один полный оборот. Периодичность движений многих атомов подробно расписана (в том числе, с рисунками) в статье Б.Гуляева «Спиральный вариант Периодической системы элементов».

Собственно, это открытие – объяснение причины периодичности изменения свойств атомов химических элементов – впервые совершил ещё 35 лет назад безвестный вологодский учёный Борис Гуляев, создавший на этой основе свой очень интересный «Спиральный вариант Периодической системы» (на Прозе есть его страничка http://proza.ru/avtor/borisbegom). И новую формулировку Периодического закона Д.И.Менделеева он озвучил следующим образом:
«Свойства химических элементов и их соединений обусловливаются периодическим упорядоченным движением атомных частиц и нарушением этого упорядоченного движения, вследствие присоединения, отсоединения или перегруппировки частиц».
Единственной, но существенной ошибкой Гуляева, не позволившей его во всех отношениях серьёзному открытию выйти на уровень Нобелевской премии, стало предположение о том, что «упорядоченное движение атомных частиц», то есть нуклонов, представляет собой колебания плотности вещества – так называемое «дыхание вакуума», по его же определению. На такую, мягко говоря, «абстракцию» никто не обратил внимания. Если бы тогда, десятки лет назад, он предположил бы более простой процесс – элементарное вращение нуклонов в ядре или вокруг ядра, его открытие «взорвало» бы физику, да и химию тоже, потому что оно позволяет предсказывать существование и открытие атомов с различными свойствами!