Об'єктами вивчення фізичної науки є матерія, її властивості та структурні форми, з яких складається навколишній світ. Відповідно до уявлень сучасної фізики існує два види матерії: речовина та поле. Речовина - вид матерії, що складається з фундаментальних частинок, що мають масу. Найдрібніша частка речовини, що має всі його властивості, – молекула – складається з атомів. Наприклад, молекула води складається з двох атомів водню та одного атома кисню. А що складаються атоми? Кожен атом складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, що рухаються навколо нього (рис. 21.1).
 |
Розмір електрона до
У свою чергу, ядра складаються з протонів та нейтронів.
Можна поставити таке запитання. А з чого складаються протони та нейтрони? Відповідь відома – з кварків. А електрон? Сучасні засобививчення структури частинок неможливо відповісти це питання.
Поле як фізична реальність (тобто вид матерії) було вперше запроваджено М. Фарадеєм. Він припустив, що взаємодія між фізичними тілами здійснюється через особливий вид матерії, який отримав назву поля.
Будь-яке фізичне поле забезпечує певний вид взаємодії між частинками речовини. У природі виявлено чотири основні види взаємодії: електромагнітна, гравітаційна, сильна і слабка.
Електромагнітна взаємодія спостерігається між зарядженими частинками. При цьому можливе тяжіння та відштовхування.
Гравітаційна взаємодія, основним проявом якої є закон всесвітнього тяжіння, виражається у тяжінні тіл.
Сильна взаємодія – це взаємодія між адронами. Радіус його дії порядку 
м, тобто порядку розмірів ядра атома.
Нарешті, остання взаємодія - це слабке взаємодія, з якого реагує з речовиною така невловима частка, як нейтрино. У польоті крізь космічний простір, зіткнувшись із Землею, вона прошиває її наскрізь. Прикладом процесу, в якому проявляється слабка взаємодія, є бета-розпад нейтрону.
Усі поля мають масу, що дорівнює нулю. Особливістю поля є проникність для інших полів та речовини. Поле підпорядковується принципу суперпозиції. Поля одного й того ж виду під час накладення можуть посилювати або послаблювати один одного, що неможливо для речовини.
Класичні частинки (матеріальні точки) та безперервні фізичні поля - ось ті елементи, з яких складалася фізична картина світу у класичній теорії. Однак така двоїста картина будови матерії виявилася недовговічною: речовина та поле об'єднуються в єдине поняття квантового поля. Будь-яка частка тепер - це квант поля, особливий стан поля. У квантової теорії поля немає принципової різниці між вакуумом і часткою, різницю між ними - це різницю між двома станами однієї й тієї ж фізичної реальності. Квантова теорія поля наочно показує, чому неможливе простір без матерії: "порожнеча" – це лише особливий стан матерії, а простір - це форма існування матерії.
Таким чином, розподіл матерії на полі та речовина як на два види матерії є умовним і виправданим у рамках класичної фізики.
Показано фізичну недостатність та суперечливість прийнятих у даний час визначень матерії. На основі введення континуальності в поняття матерії дано нові визначення матерії, речовини, поля. Нові визначення відбивають генетичний зв'язок між цими категоріями. Для надання новим визначенням фізичної достатності використано поняття енергії та інформації. Як онтологічна основа світу розглядається безперервна субстанція - матерія, яка, внаслідок своєї безперервності, безпосередньо не спостерігається і безпосередньо ніяк себе не проявляє. Речовина і поле є складовими сутності, в яких матерія є лише однією зі складових.
1.Матерія.
У філософії матерія визначається як субстанція (основа) всіх речей і явищ у світі... нездійсненна і незнищенна, завжди стабільна у своїй сутності .
Звернімо увагу на той факт, що у формулюванні йдеться про матерію як про основу всіх речей та явищ, а не як про самі речі та явища. У той же час дуже часто категорії матерії та речовини розмежовуються не чітко і навіть ототожнюються, що є неправильним. З цього приводу можна навести багато прикладів.
Всім добре відомо таке визначення матерії: " Матерія – це філософська категорія для позначення об'єктивної реальності, яка дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями, існуючи незалежно від нас ".
Фразу " дана людині у відчуттях її, яка копіюється, фотографується, відображається нашими відчуттями.правильніше відносити до речовини, а чи не до матерії. У цьому формулюванні не видно, що має лежати в основі всіх речей. До ознак матерії у цьому формулюванні можна віднести хіба що незалежність існування. Як бачимо, таке формулювання вступає у протиріччя з філософським визначенням матерії.
У філософському визначенні простежується фізична недостатність визначення матерії. У другому формулюванні очевидна внутрішнє протиріччя й та сама фізична недостатність визначення матерії. Очевидно це стало приводом для подальшого розшифрування цих визначень. Так, за наведеним вище визначенням слідує ще одне визначення матерії. " Матерія - це безліч всіх існуючих у світі об'єктів і систем, субстрат будь-яких властивостей, зв'язків, відносин і форм руху. Матерія включає в себе не тільки всі об'єкти і тіла природи, що безпосередньо спостерігаються, але всі ті, які в принципі можуть бути пізнані в майбутньому на основі вдосконалення засобів спостереження та експерименту ".
Спроба дати фізичне визначення матерії знову призвела до протиріч. У " нескінченній безлічі всіх існуючих у світі об'єктів і систем"знову впізнається речовина. А фраза: " включає в себе не тільки всі безпосередньо об'єкти і тіла природи, що спостерігаються, але всі ті, які в принципі можуть бути пізнані в майбутньому на основі вдосконалення засобів спостереження та експерименту "знову підводить до згаданих у попередньому формулюванні "відчуттям". І в цьому формулюванні знову ми дізнаємося про речовину, а не те, що має лежати в її основі.
Така розмаїтість різних і суперечливих формулювань матерії свідчить, що несуперечливої, адекватної формулювання її досі не знайдено ні філософії ні фізиці. На наш погляд такий стан справ вносить велику плутанину в розуміння матерії та речовини, не дозволяє знайти вирішення фундаментальних фізичних проблем і не дозволяє відповісти на запитання: "що є онтологічною основою світу?" Спроби покласти в основу всесвіту речовинну частинку ні до чого не привели. Такого "первоцірка" досі не знайдено. Весь шлях розвитку фізики показав, що ніяка речова частка не може претендувати на фундаментальність і виступати як основа світобудови. Властивості та властивості речовини походять від його головної ознаки - дискретності. Дискретна речовина принципово не може виступати як фундаментальна основа світу. Оскільки матерії відводиться роль основи всіх речей і явищ, необхідно знайти для неї таке фізичне визначення, щоб воно відображало генетичний зв'язок матерії і речовини. При цьому необхідно враховувати, що час поза матерією не існує.
З вищевикладеного видно, що спроби перейти від узагальненого філософського розуміння матерії до більш глибокого і конкретного її фізичного розуміння виявилися невдалими і призвели до заміни понять і до ототожнення матерії і речовини.
На те, що матерія повинна мати особливі якості, докорінно відмінні від ознак, властивих речовині, вказували багато мислителів. Відоме твердження І.Канта: " Дайте мені матерію, і я покажу вам, як з неї повинен утворитися світОчевидно, не знайшлося нікого, хто дав би йому матерію, оскільки досі немає несуперечливого розуміння як утворився світ. Очевидно також, що Кант не вважав навколишній речовий світ матерією, оскільки хотів показати як з матерії повинен утворитися цей світ.
Здатність матерії бути основою речей і явищ вимагає, щоб вона мала абсолютно унікальну якість. Ця якість повинна надавати їй фундаментальність і бути таким, чого геть-чисто позбавлена речовина. Основна ознака речовини – його дискретність. Тому, єдина якість, якою не володіє речовина і якою, відповідно, має мати матерія, - є безперервність.Тут варто спертися на континуалізм Аристотеля, який вважав, що матерія суцільно безперервна і заперечував існування порожнечі.
Після таких уточнень ми даємо наступне визначення матерії:
"Матерія - це безперервна субстанція, основа буття, що має властивість часу, інформаційно-енергетичного збудження та дискретного втілення."
Матерія існує у вигляді безперервної субстанції, суцільного середовища, в якій відсутня будь-яка дискретність і відсутні будь-які заходи. Звідси випливає, що матерія не може бути дана у відчуттях. Вона безструктурна. Відчувати можна речові, дискретні об'єкти, що мають заходи. Жодні засоби спостереженняне можуть "спостерігати" матерію, оскільки вона безперервна, безструктурна і не має жодних заходів. Матерія не спостерігається в принципі. Спостерігаються вторинні похідні матерії - поле та речовина. Лише вони даються у відчуттях. У цьому формулюванні відображено генетичний зв'язок матерії та речовини та підкреслюється первинність та фундаментальність матерії.
На рівні знань, у розвиток континуалізму Аристотеля, необхідно визнати як фізичних сутностей і справжній континуум і дискретні об'єкти. Між ними очевидно проглядається взаємозв'язок і мають місце взаємопереходи. У чому полягає взаємозв'язок таких суперечливих сутностей? За якими законами відбуваються переходи безперервного до дискретного і дискретного до безперервного? Більшість проблем фізики залишилися невирішеними через відсутність відповіді ці питання. З тих самих причин був чіткого розмежування між матерією і речовиною, а фізика, називаючи себе матеріалістичної наукою, насправді нічого крім речовини і полів не вивчала. Фізика вивчала не первинне – матерію, а її вторинні прояви – поле та речовина. Таким чином, основа всього сущого - матерія, опинилася поза увагою цієї науки. Тут варто згадати твердження Іллі Пригожина про те, що "наука сьогодні не є... матеріалістичною". З урахуванням розмежування понять речовини, поля та матерії автори повністю згодні з таким твердженням.
Перед сучасною наукою постає завдання розкрити зв'язок між безперервним та дискретним як конкретними фізичними сутностями та розкрити механізм їх взаємопереходів, якщо такі мають місце.
У сучасній фізиці вважається, що роль фундаментальної матеріальної основи світу виконує фізичний вакуум. Фізичний вакуум - безперервне середовище, в якому немає частинок речовини ні поля. Вакуум фізичний є фізичним об'єктом і не позбавлене будь-яких властивостей "ніщо". Фізичний вакуум безпосередньо не спостерігається, але прояв його властивостей спостерігається експериментах. Внаслідок поляризації вакууму електричне полезарядженої частки відрізняється від кулоновського. Це призводить до лембовського зсуву енергетичних рівнів і появи аномального магнітного моменту у частинок. Фізичний вакуум в умовах інформаційно-енергетичного збудження породжує речові частки – електрон та позитрон. Вакуум є фізичний об'єкт, що має властивість безперервності. Безперервний вакуум породжує дискретну речовину. Речовина своїм походженням завдячує фізичному вакууму. Щоб зрозуміти суть цього середовища, треба відірватися від стереотипного, догматичного розуміння "складатися". Ми звикли, що наша атмосфера – це газ, що складається із молекул. Довгий час у науці панувало поняття "ефір". І зараз можна зустріти прихильників концепції світлоносного ефіру або існування "менделєєвського ефіру", що складається з хімічних елементів, легших за водень. Менделєєв хотів вирішити питання на речовому, дискретному рівні організації матерії, а рішення було "поверхом" нижче на вакуумному, континуальному рівні. Причому матерія на цьому нижньому поверсі має властивість безперервності. Але Менделєєв не знав про існування цього "вакуумного поверху". Усвідомлення системної організаціїречового світу у Всесвіті та матеріальної єдності світу, є найбільшим досягненням людської думки. Проте існуюча система структурних рівнів організації світу поки що виглядає лише "ескізним начерком". Вона не завершена знизу та зверху, системно непослідовна, концептуально недоосмислена. Вона не спрямована на генетичну взаємозв'язок рівнів і природний саморозвиток. Незавершеність знизу передбачає з'ясування найбільшої таємниціприроди – механізму походження дискретної речовини з континуального вакууму. Незавершеність зверху вимагає розкриття ще однієї таємниці - зв'язку фізики мікросвіту та фізики Всесвіту.
Поняття « Матерія» є філософською категорією, яку часом намагаються поширити на все поспіль, особливо через розквіт матеріалізму в XX столітті. Такий підхід до поняття матерія, нерідко наділений містичним змістом, чинить на фізику швидше негативний вплив. Нерідко можна зустрітися з обговоренням таких питань, як матеріальність думок, матеріальність тіней, що відкидаються об'єктами, матеріальність і часу, існування матерії у вигляді чистої, народження матерії з енергії, матеріальний характер та інших випромінювань і так далі.
Польова фізика у подібних містико-філософських питаннях дуже категорична. На противагу існуючим уявленням, що матеріально все реально існуюче, під матерією розуміється дуже вузьке коло речей. А саме, базові , такі як протон і електрон, і речовина, що складається з них. Все інше в польовій фізиці вважається нематеріальним, що дозволяє уникнути багатьох проблем і логічних протиріч, властивих сучасній фізиці.
Наприклад, однією з реально існуючих, але не матеріальних сутностей вважається або якщо говорити традиційною мовою. Вони складаються з відомих елементарних частинок, не підпорядковується законам матеріальних об'єктів, і має такими матеріальними характеристиками як або . Польовий середовищі або полям притаманні свої характеристики, наприклад, і , підпорядковується своїм законам і є окремою галуззю фізики.
Інший предмет фізичного вивчення, які не слід плутати з матерією – це. Наприклад, матеріальним може бути вантаж на пружині, а його коливання - це процес, який не має жодного відношення до матерії. Матеріальними характеристиками, наприклад масою, може мати сам вантаж, а коливальний процес як такої не має маси, але може характеризуватись такими величинами, як період або частота.
За аналогією вважається, що, наприклад, не є матеріальним. Світло - це коливальний процес електромагнітного поля або, а не матерія. Отже, неправильно приписувати світлу такі матеріальні властивості як, або застосовувати до нього правило додавання, справедливе тільки для матеріальних тіл.
Так швидкість поширення збурень у польовому середовищі (світла) залежить від швидкості джерела цих збурень, як і швидкість поширення кіл у воді залежить від швидкості польоту каменю, що призвів до їх утворенню. Однак глибока філософська помилка, пов'язана зі спробами застосувати до світла закони, справедливі лише для матеріальних тіл і, зокрема, закон складання швидкостей, призвела на рубежі XIX – XX століть до величезної плутанини у фізиці. Це зажадало замість простої та прозорої наукової логіки використовувати викривлення, спотворення часу та безліч інших формальних прийомів у рамках заплутаних та нерідко суперечливих теорій.
Польова фізика не вважає матеріальними також штучні логічні поняття, створені людиною для опису фізичних явищ. До них відносяться, наприклад, поняття простору та часу, які згідно є лише абсолютним орієнтиром, але не можуть впливати на явища та процеси, як і самі не можуть піддаватися впливу. До таких самих понять належить і , яка трохи більше число, що характеризує рух матеріальних об'єктів. Однак це число не є матеріальною сутністю, воно не може нічого народжувати чи народжуватися у процесі якихось процесів. Польова фізика вважає всі подібні маніпуляції з енергією, простором та часом, властиві сучасній фізиці, містикою і не розглядає їх серйозно.
Все сказане вище можна підсумувати так. У XX столітті фізика потрапила під згубний вплив розквіту матеріалізму, внаслідок чого матерією чи матеріальним поспішали оголосити все поспіль. Однак це призвело лише до світанку містики у межах сучасних фізичних теорій. Польова фізика стверджує, що для об'єктивного розгляду тих чи інших фізичних сутностей, які об'єктивно існують, не слід обов'язково ототожнювати їх з матерією та автоматично поширювати на них характеристики та закони, які застосовуються до матеріальних тіл. Матерія в сенсі частинок і фізичних тіл є лише одним із класів фізичних завдань, матерії притаманні свої фізичні характеристики та закони, однак у Світі є і фізичні сутності іншої природи.
Матерія – об'єктивна реальність, дана намУ ВІДЧУТТЯХ….
Матерія нездійсненна, незнищенна, вічна і нескінченна.
Типи матеріальних систем, відомі сучасній науці:
1) елементарні частки
4) молекули
5) макроскопічні тіла
6) геологічні системи
Цим та іншим матеріальним системам відповідають структурні рівні організації матерії (матерія структурована та систематизована)
Атрибут - невід'ємна властивість матерії.
1) Структурність матерії проявляється в існуванні нескінченно різноманітних матеріальних утворень, кожна з яких являє собою специфічні одиничні річ, процес, які локалізовані у просторі та часі: Всесвіт, галактика, зірка, планета, молекула, атом, елементарна частка та ін. Разом з тим вони тісно взаємопов'язані між собою, оскільки одні матеріальні освіти є складовими частинами інших, тобто входять у їхню структуру як елементи.
2) Системність матерії з'являється у взаємозв'язку речей та процесів, у регулярному перетині структурних рівнів організації матеріального світу, у постійному порушенні автономії, «паралелізму» мікро-, макро- та мегамирів, живого та неживого. Основна проблема тут полягає у невирішеності питання переходу від неживої природи до живої в єдиному еволюційному процесі.
Матерія- це все те, що прямо чи опосередковано діє органи чуття людини та інші об'єкти. Навколишній світ, все існуюче навколо нас є матерією. Невід'ємна властивість матерії – рух.
Рух матерії - будь-які зміни, що відбуваються з матеріальними об'єктами внаслідок їхньої взаємодії.
Матерія немає у безформному стані, з неї утворюється складна ієрархічна система матеріальних об'єктів різних масштабів і складнощів.
Для дослідників природи представляє інтерес не матерія або рух взагалі, а конкретні види матерії і руху.
У сучасному природознавстві розрізняють три види матерії:
1. Речовина - основний вид матерії, що має масу. До речових об'єктів відносяться елементарні частинки, атоми, молекули, численні матеріальні об'єкти, що утворилися з них. У хімії речовини поділяються на прості (з атомами одного хімічного елемента) та складні (хімічні сполуки). властивості речовини залежать від зовнішніх умов та інтенсивності взаємодії атомів та молекул. Це і зумовлює різні агрегатні стани речовини (твердий, рідкий, газоподібний + плазма за порівняно високої температури) перехід речовини з одного стану в інший можна розглянути як один із видів руху матерії.
2. Фізичне поле - особливий вид матерії, який забезпечує фізичну взаємодію матеріальних об'єктів та систем.
Фізичні поля:
· Електромагнітне та гравітаційне
· Поле ядерних сил
· Хвильові (квантові) поля
Джерело фізичних полів – елементарні частинки. Напрямок для електромагнітного поля - джерело, заряджені частинки
Фізичні поля, які утворюються частинками переносять взаємодію між цими частинками з кінцевою швидкістю.
Квантові теорії – взаємодія зумовлена обміном квантами поля між частинками.
3. Фізичний вакуум – нижчий енергетичний стан квантового поля. Цей термін введений у квантовій теорії поля для пояснення деяких мікропроцесів.
Середня кількість частинок (квантів поля) вакуумі дорівнює нулю, проте в ньому можуть народжуватися віртуальні частинки, тобто частки в проміжному стані, що існують короткий час. Віртуальні частки впливають фізичні процеси.
Вважають, що як речовина, а й полі і вакуум мають дискретну структуру. Згідно з квантовою теорією поле, простір і час у дуже малих масштабах утворюють просторово-тимчасове середовище з осередками. Квантові осередки настільки малі (10-35-10-33), що їх можна не враховувати при описі властивостей електромагнітних частинок, вважаючи простір і час безперервними.
Речовина сприймається як безперервне суцільне середовище. для аналізу та опису властивостей такої речовини в більшості випадків враховується лише її безперервність. Однак, та ж речовина при поясненні теплових явищ, хімічних зв'язків, електромагнітних випромінювань розглядається як дискретне середовище, що складається з атомів і молекул, що взаємодіють між собою.
Дискретність та безперервність притаманні фізичному полю, але при вирішенні багатьох фізичних завдань прийнято вважати гравітаційне, електромагнітне та інші поля безперервними. Однак у квантової теорії поля передбачається, що фізичні поля дискретні, отже, для тих самих видів матерії характерна перервність і безперервність.
Для класичного опису природних явищ досить враховувати безперервні властивості матерії, а характеристики різних мікропроцесів - дискретні.
Безперервність та дискретність - невід'ємні властивості матерії.
Такі поняття як матерія та речовина відносяться до фундаментальних категорій наукового пізнання світу та взаємопов'язані між собою. Однак по суті, це два абсолютно різні терміни, що містять у собі загальне уявлення про сучасному поданнісвіту. Розпізнавши відмінності з-поміж них, можна чітко виділити кордон і цілком конкретно уявити суть кожного поняття, у своїй важливо зберегти взаємозв'язок, виключаючи спільне риси, які є наслідком суперечливого сприйняття цих категорій, яке лише розмиває межі та відводить від суті.
Суть матерії
Філософська наука розглядає матерію як субстанцію, яка лежить в основі всіх матеріальних речей та явищ світу.Тобто саме визначення матерії виходить із нестандартного погляду на неї, який виходить за межі повсякденного розуміння. Створюється така собі концепція «основи» для всього, з чим ми стикаємося в реальному світі. 
Цей підхід так само стає причиною злиття категорій матерії та речовини, що визначають ознаки цих термінів набувають досить схожих рис, а в деяких випадках можуть навіть прирівнюватися один одному, через що їхнє справжнє значення стає незрозумілим.
Наприклад, існує досить поширене визначення матерії, в якому вона позначається як категорія, що характеризує об'єктивну реальність, яка через відчуття відображається у свідомості людини та існує абсолютно незалежно. Насправді, цю властивість слід віднести до речовини, оскільки вона не є ознакою основи всіх речей та явищ, правильною характеристикою можна визнати лише незалежність існування. 
І це лише одна з багатьох протиріч, що існують у різних визначеннях матерії. Практично у будь-якому випадку, автори відомих висловлюваньу своїх описах матерії демонстрували неможливість охопити все Фізичні властивостіа при спробі звести все до фізики формулювання ставало ще більш розмитим, і знову прив'язується до відчуттів людини, що більш властиве речовині.
Складно виділити одне, найточніше визначення матерії з усіх можливих. Якщо порівняти хоча б кілька їх, можна знайти масу протиріч, як і самих теоріях, і між ними.
Щоб охарактеризувати матерію, не наділяючи її ознаками речовини, достатньо визначити її як безперервну субстанцію, що лежить в основі буття.
Що таке речовина
Речовина, як і матерія, одна із головних учасників всього що відбувається у світі. Перше, що відокремлює матерію від речовини – її похідність.
Матерія є узагальненим поняттям, ніж на кшталт первинної основи з якої можна назвати окрему похідну – речовина. 
Ще одна основна ознака речовини, що визначає її суть – дискретність. Речовина може бути окремим компонентом, що заперечує можливість безперервності. При цьому воно може містити в собі певну кількість об'єктів, розділені на різні рівні ієрархії.
Ця категорія має більш практичне значення у всіх науках, ніж матерія і в більшості випадків представляє окремий об'єкт для вивчення та експериментів як реальних, так і теоретичних, тоді як матерія може розглядатися виключно як об'єкт уявних дослідів.
Конкретика– це найявніша відмінна рисаречовини. Воно цілком детально поділяється на структурні рівні, від електрона до макроскопічних тіл та геологічних систем, тому набагато простіше підпадає під визначення та розгляд з погляду філософської концепції.
Статус похідної матерії не виключає ймовірність наявності матерії у структурі речовини. Так як матерія це основа для всього, це означає, що вона обов'язково буде присутня у своєму похідному, що яскраво підкреслює межі між цими двома поняттями.
Підсумкове порівняння
- З усього вищесказаного, можна підсумувати основні різницю між речовиною і матерії, які плавно випливають із суті взаємозалежних категорій.
- Матерія – це фундаментальна основа об'єктів та явищ світу, тоді як речовина є її похідною.
- Речовина є окремою сутністю, яку можна розділити на складові, ґрунтуючи на досягненнях наукового прогресу. Точного визначення матерії на сьогоднішній день не існує, при цьому всіх спроб передати значення цієї категорії є маса внутрішніх протиріч, так само як і між самими визначеннями.
- Матерії властива виняткова безперервність, тоді як речовина має протилежну якість – дискретність.
- Матерія є складовою речовини, у своїй, сама матерія нероздільна, оскільки є першоосновою світу.
Саме на межі цих двох понять виводяться всілякі закони та теорії, які виявляють себе по-різному у матеріальному світі, тому дуже важливо правильно розділяти їх і виділяти основні відмінності.
