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原子学说的发明人是?

王朝干货·作者佚名  2011-12-01
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德谟克利特——古希腊原子论的倡导者

公元前有些哲学家,曾经提出过类似原子论的学说,认为物质是由微小的颗粒组成的。从中国的墨子、印度的呔陀到希腊的一些学者,都有过这类的著作,尤以希腊的德谟克利特为最有名。他留下的著作的内容也较丰富。

先谈一下我国的情况,从一位古代哲学家和他的学生们留下的一部著作里,我们找到几句接近原子学说的话。这是一部有名的书,《墨子》。墨翟这位学者是中国历史上杰出的思想家,他生在比孔丘稍晚一点的春秋末年。据钱穆的考(Democritus,约公元前460—370)证,墨翟大概生于公元前479年,死于公元前381年。战国到汉朝初年,一般人都是以孔丘和墨翟并称的。到了汉朝,因为孔丘的学说大大地有利于封建统治阶级,而墨翟的学说却富有民主思想,所以儒家思想被大力提倡,墨家思想却被排斥和受压抑了。

《墨子》这部书,一部分是墨翟的学生们对于他的言论的记录,其中有一部分大概是墨翟死后,他这学派的人编写的。据清末的人考证,《墨子》里“经上”等六篇,大概是战国末年墨家的后学写作的。这里提出了“端”的概念,认为“端”,“体之无序而最前者也”。“经下”篇里又有这样的话:“非半弗 则不动,说在端”。这句话的意思是说:物质到了没有一半的时候,就不能斫开它了。这种情形可名之为“端”。这几句话的意思是说:要分就得要那物质本身有可分为两半的条件,如果没有分为两半的条件,那就不能分了,所以说,“端”是无法间断的。这些话诚然很简短,我们从化学史的立场来看,认为《墨子》里的“端”字,可说具有现代原子学说的雏形。因此,我们相信:墨派的学者已有了极其原始的物质小单位的概念了。

印度历史学家曾说,原子理论出现在蹇拿陀等人的胜论派哲学体系之中,后来从纪元前二世纪起在佛教和耆那教的著作中得到了发展。他们把原子的梵文名拼成拉丁字,先名为anu,微小之意;后来又名为Paráanu,很微小的意思。他们认为这些颗粒是不灭的、球形的、比日光中最微小的尘埃还小。原子有颜色、味道和气味。它们首先一对一对地结合起来然后形成更大的原子对的集合体。

除了我国和印度古代哲学著作之外,最重要的是古希腊的学说。在人民教育出版社1982年出版的初级中学课本《化学》上,有这么一段话:“远在公元前五世纪,希腊哲学家德谟克利特等人认为万物是由大量的不可分割的微粒构成的,并把这些微粒叫做“原子”(希腊文ατομ,原意是“不可分割的”)。

在古代的原子学说提倡者之中,以德谟克利特为最出名,如果把希腊人名改成拉丁字来写,他的名字是Democritus。有些书,把他的名字写成德文是Demokrit,法文是Democrite。他大概生活在公元前460年到公元前370年之间。他的著作本来很多,后来都散失了。在《不列颠百科全书》上,把他的著作,一共分成五个部分:第一部分是关于原子学说和宇宙观;第二部分是关于灵魂的理论;第三部分是关于身体感觉的理论;第四部分是关于神学理论;第五部分是伦理学。可见他在古希腊时期,是很有名望的多才多识的学者。可惜,他的著作大都散失了。现在只留有很少的一部分,是后人整理起来的。

德谟克利特生于希腊北部阿布德拉市色雷斯城里。关于他的生平事迹,已经知道的不太多了。只知道他到过雅典,并被人称作“爱笑的哲学家”。现在人们都知道,他是留基伯的学生。他比阿里士多德的生年稍早一些。阿里士多德生于公元前384年。

现在欧洲的物理学和化学书上都认为,德谟克利特是最早宣扬原子学说的学者之一。

他的学说是这样的:一切事物的始基是原子和虚空,其余一切都只是幻想。世界有无数东西,它们是有生有灭的。没有任何东西从无中来,也没有任何东西在毁坏之后归于无。原子在大小和数量上都是无限的。它们在整个宇宙中由于一种涡旋运动而运动着,并因此而形成一些复合物,就是欧洲早期认为的四大元素:火、水、气、土。

德谟克利特又说过:“原子诚然是自然界的实体,一切都从原子产生,一切也分解为原子,可是现象世界的经常不断的毁灭并没有任何意外结果。新的现象又在形成,但是作为一种固定东西的原子本身却始终是物质的基础。”

有人认为留基伯是原子学说的创始人,阿里士多德说留基伯是原子学说的真正创始人,但可惜他的所有著作全都散失了。可是德谟克利特的著作还有一些残片存在,所以现在人们都承认德谟克利特是原子学说最早的宣传者。

马克思、恩格斯称德谟克利特为“经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者”。列宁还把唯物主义发展路线称为“德谟克利特路线”。三位革命导师对德谟克利特的颂扬是很有道理的。

德谟克利特在数学上首次提出圆锥体的容量等于同底同高的圆柱体的容量三分之一的定理,并曾进行过动物尸体解剖等。

在哲学上,他认为原子和虚空是万物的本原,无数的原子永远在无限的虚空中的各个方向运动着,相互冲击,形成旋涡,产生无数的世界。原子不可分割,无质的区别,而只有大小、形状的差异。原子以不同次序和位置结合起来,产生物体。灵魂为光滑精细,运动极快的,圆形的原子结合而成,因而也是一种物体。原子分离,物体变化而不消灭。

他又认为,一切事物都是由必然性决定的。由于无知,人们才认为有偶然性的存在。物体投射出来的影像引起感觉,感觉是认识的来源。但只有理性,才能把握住实在,而使人认识到万物都由在虚空中运动着的原子构成。

在社会伦理观上,他宣称幸福为人生的目的。真正的幸福不在于感官享受而在于心神的宁静,理性发达的人自然能达到幸福的境界。幸福不是神所赐,神并不存在。人们关于神的观念主要是由于自然界的变异现象(如迅雷、闪电、日食、月食等)所引起的。

在政治上,他属于奴隶主民主派。他强调“在一种民主制度下过贫穷生活,也比在帝王统治下享受所谓幸福好些,就像自由比奴役好些一样。”

在教育上,他强调要遵循自然,注重练习,认为教育“可以改变一个人”。

德谟克利特一生的著作相传共有五十二种之多,可是现在仅存有极少数的残篇断简了。现在人们所知道的德谟克利特学说,一部分来自卢克莱修的著作《物性论》。

尽管德谟克利特等人对于提倡原子学说起了相当的作用,可是总的说来,他们的理论基本上是哲学性的推想,而没有任何实验的根据。一直到十九世纪初期,道尔顿利用化学分析法,研究了许多物质的组成,才重新使用了古希腊哲学上的名词,称这些小颗粒为原子。我们可以认为:正如恩格斯在《自然辩证法》中所说的那样,化学中的新时代是从道尔顿开始的。

参考资料:http://ced.xxjy.cn/Resource/GZ/GZHX/HXBL/HXZYSS/***********ZW_0007.htm

道尔顿的原子论

物质是由原子构成的这一猜想,虽然早就提出来了,但一直到了18世纪,尤其是18世纪后半期至19世纪中期,工业兴起,科学迅速发展,人们通过生产实践和大量化学、物理学实验,才加深了对原子的认识。

把原子学说第一次从推测转变为科学概念的,应归功于英国一个教会学校的化学教员,他就是道尔顿(1766~1844)。

道尔顿首先研究了法国化学家普鲁斯特于1806年发现的有趣结论:参与化学反应的物质质量都成一定的整数比(定比定律),例如1克氢和8克氧化合成9克水,假如不按这个一定的比例,多余的就要剩下而不参加化合。道尔顿自己又发现:当两种元素所组成的化合物具有两种以上时,在这些化合物中,如果一种元素的量是一定的,那么与它化合的另一种元素的量总是成倍数地变化的(倍比定律)。

为什么元素间的化合总是成整数和倍数的关系呢?道尔顿丰富的想象力,给他以激励。他感到,这一事实暗示物质是由某种可数的最小单位构成的。于是,道尔顿把这些事实总结概括加以分析,提出了关于原子的著名论断:物质是由具有一定质量的原子构成的;元素是由同一种类的原子构成的;化合物是由构成该化合物成分的元素的原子结合而成的;原子是化学作用的最小单位,它在化学变化中不会改变。

道尔顿的原子论同过去的原子论相比,已有雄厚的科学依据。但是,道尔顿的原子论提出以后,在新的实验事实面前又出现了一个新的矛盾。

1809年,法国科学家盖吕萨克发现,在气体的化学反应中,在同温同压下参与反应的气体的体积成简单的整数比;如果生成物也是气体,它的体积也和参加反应气体的体积成简单的整数比(气体反应定律)。例如,两公升的氢和一公升的氧化合时,生成两公升的水蒸汽。盖吕萨克想,如果不论哪种气体在同温同压下,在相同体积内部含有相同的原子数,不就可以用道尔顿的原子论解释气体反应定律了吗?

原子分子学说

可是道尔顿发现,这项假定如果正确,在上述实例中,两个氢原子和一个氧原子应当生成两个“水原子”(后来称水分子),这样,一个“水原子”中不就只能含有半个氧原子了吗?为了解决这一矛盾,1811年意大利科学家阿伏加德罗在原子论中引进了“分子”的概念。他认为,构成任何气体的粒子不是原子,而是分子。单质的分子是由同种原子构成的;化合物的分子是由几种不同的原子构成的。在上述例子中,氢的分子是由两个氢原子构成的,氧的分子是由两个氧原子构成的,而水的分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。

这样,经过不同国家的许多人的努力,才逐步地建立了原子分子学说。

这个学说认为:(1)物质是由分子组成的,分子是保留原物质性质的微粒。例如,糖溶解在一杯水里,糖分子遍及全杯水,水就有了甜味。(2)分子是由原子组成,原子则是用化学方法不能再分割的最小粒子,它已失去了原物质的性质。例如,我们平时食用的食盐(氯化钠)的分子是由钠原子和氯原子组成的,氯是有毒的,显然食盐的性质与氯和钠的性质截然不同;另一方面,完全无害的元素碳和氮,组成的化合物却可以是剧毒的气体氰(CN)化物。

这个原子分子学说比以前的原子学说又有了很大进展。过去,在原子和宏观物质之间没有任何过渡,要从原子推论各种物质的性质是很困难的。现在,在物质结构中发现了分子、原子这样不同的层次。因而我们可以认为,人们对于物质是怎样构成的问题,认识已经接近物质的本来面貌了。

中国古代学者的观点

我们生活的这个世界是由各种各样的物质组成的。人们自然会问,物质是由什么构成的呢?

公元前五世纪,我国墨翟曾提出过物质微粒说,他称物质的微粒为“端”,意思是不能再被分割的质点。

但在战国时代,有一本著作《庄子天下篇》中却提到了物质无限可分的思想:“一尺之槌,日取其半,万世不竭”。意思是说,一个短棍今天是一尺,明天取一半,余二分之一尺,后天取一半,余四分之一尺,以此类推,永远没有尽头。当然,这里并没有提出,也不可能提出用什么方法分割的问题。但在那个时代,我国古代学者就能用思辩的方法来这样提出问题,是难能可贵的。

古希腊哲人的原子观

公元前四世纪,希腊人德谟克利特提出了“原子”的概念,也认为这是一种不能再被分割的质点。后来伊壁鸠鲁又把这一概念大大地推进了一步。

罗马人卢克莱修(约公元前99-55年)曾用诗句阐明德谟克利特和伊壁鸠鲁的原子观点:

物体或者说物质要素,

都是由原始粒子集合而成;

虽有雷霆万钧之力,

要破坏物质要素也不可能。

……

原始物质,由此可见,是既结实又单纯,

由极小粒子之力牢固抱紧,

但又不是粒子的堆集,

其特征在任何情况下是无穷地单纯。

不能从它夺取什么,

也不许缩小其本性,

原始物质,世世代代,永远长存。

……

原始物质,

在无边无际的真空,

当然不会静止,

反而被迫不断地作各种各样的运动。

……

从这里可以看出,古代的原子论者认为:一切物质都由最小粒子的原子组成,原子是不可分割的;原子是客观的、物质性的存在,它是永恒地运动着的。

德谟克利特和他的老师留基伯共同创立了古希腊的原子论,认为一切事物的本源,是原子和虚无的空间。按照这种想法,人的感觉器官所感觉到的自然界物质的多样性,都是由原子的多种排列和各种不同的结合方式产生的。德谟克利特说:“根据现实的感觉,有甜与苦、热与冷、芳香和色彩的存在。但在本质上,仅有原子与空间的存在。我们认为似乎是本体的每一样物体,仅仅只有原子与空间才是真正的实质”。德谟克利特用原子论观点分析了一系列物理现象。他认为,无论是物体从一种状态过渡到另一种状态,从固体过渡到液体或气体以及相反的变化,还是物体的味道、颜色等等,并不是由于物体内部成分的改变,而是取决于原子的形状、大小、排列的变化和结合方式。

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