Большинство из нас слышали об атоме и его значении для науки. Однако эта концепция претерпела значительные изменения с тех пор, как ее выдвинул Демокрит. Вот как.
Демокрит из Абдеры — греческий философ, известный тем, что сформулировал первую атомную модель. Это предложение, имевшее философские корни, стало основополагающим для развития современной науки.
Атомные модели — это представления, объясняющие структуру атомов. Сегодня, благодаря научным экспериментам, проводившимся начиная с XIX века, мы ясно представляем себе всю сложность этих крошечных частиц.
Однако Демокрит был инициатором создания такой теории, которая, хотя и была весьма умозрительной, мистической и не имела эмпирических доказательств, заложила основы для ее дальнейшего развития и отвечала потребностям своего времени.
Как возникла атомная модель Демокрита?
Атомизм Демокрита (V век до н. э.) возник как ответ на очевидную несовместимость «бытия» и «небытия», предложенную Парменидом из Элеи. Теория интеллектуала Абдеры указывает на то, что «бытие» едино, не порождено, вечно, неподвижно и нетленно.
Однако эти характеристики исключают «небытие», отождествляемое с изменением и движением, которые мы воспринимаем в окружающем нас мире. Как же объяснить становление нашей реальности, если «небытие» недопустимо?
Именно здесь появляется фигура Демокрита, который предлагает решение проблемы. Согласно его схеме, которая является продолжением того, чему учил его наставник, Левкипп, наша реальность состоит из бесконечного числа атомов, которые, соединяясь, образуют окружающие нас вещи.
Новшеством, введенным этим философом, является понятие пустоты, которая представляет собой «небытие». И эта пустота — пространство, в котором движутся атомы, позволяя порождать и разрушать вещи. Это означает, что «небытие» в теории атомистов существует, поскольку, позволяя атомам двигаться, оно выполняет определенную и важную функцию.
Основные характеристики
Атомизм был последней и наиболее плодотворной попыткой защитить реальность физического мира. Это предполагало отказ от отрицания того, что наш мир изменчив и состоит из множества вещей, находящихся в постоянной трансформации.
Для этого Демокрит постулировал понятия атома, вакуума, движения, случайности и необходимости, чтобы ответить на следующие вопросы: как зарождается материя? Как объяснить, что вещи трансформируются с течением времени? Каково было происхождение Вселенной? Давайте рассмотрим это подробнее.
Атом
Основополагающим элементом атомной модели Демокрита является атом — мельчайшая из существующих частиц материи. Термин происходит от латинского atŏmus, означающего «без» (a) и «деление» (tŏmus). Поэтому несколько подходящих переводов этого слова — «без деления» и «неделимый».
Точно так же эти маленькие частицы бесконечны по количеству и форме. Собранные вместе, они создают материальные вещи, которые мы воспринимаем с помощью наших органов чувств.
Поэтому они неразрушимы, неделимы, имеют микроскопические размеры, неизменны и нетленны. Все эти свойства делают их идеальными элементами для удовлетворения потребностей парменидного существа. Поэтому Демокрит считает, что эти малые частицы представляют собой, каждая из них, Единое (или уникальное существо) Парменида.
Движение
Древние греки были непрестанными исследователями происхождения Вселенной. Разумеется, Демокрит из Абдеры не избежал этих поисков. Его схема несла в себе интерпретацию того, как появился мир, в котором мы живем. Согласно этой точке зрения, космос возник в результате движения атомов в вакууме.
В этих рамках он утверждал, что в результате причинно-следственных связей и столкновений этих мелких частиц друг с другом образовался своеобразный вихрь, характеризующийся неупорядоченным и неравномерным движением.
Но это было не более чем предположение о происхождении Вселенной, которое укладывалось в рамки этой атомистической теории. Некоторые философы, в том числе Аристотель и Симплиций, считали, что это было случайное движение без определенной структуры.
Случайность и необходимость
Понятия случайности и необходимости важны в атомистической модели Демокрита, поскольку они объясняют эволюцию Вселенной. Философ считал, что «все, что происходит в этом мире, обусловлено случайностью и необходимостью».
Что он имел в виду? Ну, то, что происходит в мире, определяется неизбежными законами; это называется необходимостью, поскольку иначе и быть не может.
Однако в предложении Демокрита есть место и случайности, которая трактуется как то, что непредсказуемо и случайно.
В этом смысле взаимодействия атомов друг с другом подчиняются естественным законам и неизменным принципам, поэтому они происходят с необходимостью. В то время как другие взаимодействия носят случайный характер, например, направленность частиц в пустом пространстве. Следовательно, их движение нерегулярно и беспорядочно, поскольку не подчиняется никаким естественным принципам.
Споры вокруг атомизма Демокрита
Аристотель был главным философом, обсуждавшим теорию мыслителя из Абдер, особенно в связи с концепцией случайности, беспорядочности и происхождения космоса. Напомним, что атомизм Демокрита считал, что мир появился благодаря движению атомов в вакууме.
В противоположность этому, аристотелевская мысль утверждала, что первоначальное движение атомов в вакууме не могло быть продуктом случая или случайности. Скорее, первопричинами он считал разум и природу. Это то, что известно как телеология, то есть существование имманентных целей и концов вещей.
Он также возражал против идеи, что атомы и вакуум могут объяснить изменения, которые мы наблюдаем в мире. Вместо этого он утверждал, что трансформация вещей требует более наглядного объяснения, чем простое взаимодействие неделимых частиц.
В конце концов, Аристотель задался вопросом, как можно представить себе материальный мир, состоящий из неделимых атомов, и при этом разделить их, породив изменения и движение. С его точки зрения, атомизм отражал серьезные противоречия в обосновании происхождения первоначального движения и превращения материи.
- Атомистическая модель Демокрита просуществовала до конца XVIII века, когда произошло обновление натурфилософии. Оно сопровождалось научной революцией эпохи модерна. Эта революция возродила концепцию атома с помощью новых схем, которые представлены ниже:
- Атомизм Джона Дальтона: сформулированный в 1803-1808 годах, он стал первой атомистической теорией, опирающейся на научные основы. Она поддерживала неделимый и неразрушимый характер атомов, но применялась к химии, а не к космологии.
- Атомизм Джозефа Томсона: предложенный в 1897 году, он дополнил его открытием электрона, отрицательно заряженной субатомной частицы. Он также приписал атомам свойство делимости, вопреки предложению Демокрита.
- Атомизм Эрнеста Резерфорда: в 1911 году этот британский физик и химик обнаружил атомное ядро, вокруг которого вращаются отрицательно заряженные электроны. Он также заявил, что большая часть объема атома — это пустое пространство.
- Атомизм Нильса Бора: в 1913 году он обнаружил, что электроны, составляющие атом, вращаются на орбиталях. Каждая из них характеризуется определенным энергетическим уровнем. Это заложило основу для развития квантовой механики.
Модель, которая способствовала развитию современной науки
Основанная на идее, что окружающие нас предметы состоят из атомов, движущихся в пустом пространстве, атомная теория Демокрита стала важной вехой в истории науки. Настолько, что в современную эпоху некоторые использованные им концепции остались в ходу.
Появились новые предложения, на этот раз основанные на научных экспериментах в области физики и химии. Так появились теории Дальтона, Томсона, Резерфорда и Бора. Каждый из них внес свой вклад в развитие современной науки.
