Глава 4. Невидимые частицы

Мысль о том, что все тела состоят из мельчайших частиц, была высказана еще в XII в. до н. э. финикийским философом Мохом Сидонским; так же считал и индусский философ Каньада (X в. до н. э.). Однако наиболее полно атомистическое учение было разработано древнегреческими философами-материалистами Левкиппом (около 500-440 гг. до н. э.) и его учеником Демокритом (около 460-370 гг. до н. э.).

О жизни первого атомиста нам почти ничего не известно, и труды его не дошли до нас-о них мы знаем в изложении позднейших философов. Взгляды Левкиппа сводились к следующему: мир неодушевлен и не подчиняется воле богов; он построен из атомов, которые находятся в постоянном движении; все бесчисленные миры возникают из атомов и распадаются на них. Это учение было не только принято Демокритом, но развито дальше и получило окончательную форму.

Родился Демокрит в Абдере, во Фракии. Большую часть своей долгой жизни (а он дожил почти до девяноста лет) Демокрит провел в изучении известных в то время наук, совершая длительные путешествия и всюду беседуя с "самыми опытными и мудрыми людьми". Вначале учение Демокрита не находило широкой поддержки в Элладе. Непререкаемыми авторитетами в то время были философы-идеалисты Сократ, а затем Платон, но у себя на родине великий атомист пользовался особым почетом - еще при жизни в его честь воздвигали колонны. Главное сочинение Демокрита - "Великий Диакосмос" (420 г. до н. э.), в котором изложено атомистическое учение (слово атом, от атомос-нерассекаемый, неделимый, означало у него мельчайшие неделимые частицы материи).

Демокрит (около 460-370 гг. до н. э.)

По Демокриту, из ничего (пустоты) не может что-либо возникнуть, а ничто существующее не может разрушиться бесследно. Атомы ничтожно малы, неделимы и существуют вечно. В доказательство Демокрит приводит такой пример. При растворении соль исчезает: она распадается на атомы соли, которые, перемешиваясь с атомами воды, придают ей соленый вкус, хотя самих атомов соли мы не видим. При высыхании же атомы воды испаряются, а атомы соли образуют тонкий осадок. Поскольку атомы малы, то и тела кажутся сплошными, как и куча песка издали, когда не видно отдельных песчинок. Однородные тела состоят из одинаковых атомов, а неоднородные-из разных. Даже вкус и запах зависят от формы атомов: если они круглые и большие-тело имеет сладкий вкус; если шероховатые, многоугольные и некруглые-кислый вкус и т.д.

Атомы находятся в вечном беспорядочном движении; соединение их ведет к возникновению веществ, а разъединение-к разрушению. Образовавшиеся при разрушении атомы вновь соединяются и образуют новые тела. Например, атомы почвы поступают в растения и идут на создание листьев, стеблей и т.д. Животные, поедая растения, "строят" свое тело за счет их атомов. Хищные животные, поедая травоядных, включают в свой организм их атомы. Погибая, растения и животные распадаются на атомы, которые снова поступают в почву. И так во Вселенной вечно совершается круговорот и движение атомов. Причину этого движения Демокрит видел в бесчисленных случайных столкновениях атомов под действием "изначальной необходимости". (Это была дань фаталистическим взглядам древних на природу.)

Основоположники марксизма-ленинизма очень высоко оценивали работы Демокрита и их роль в создании материалистического научного мировоззрения. Маркс называл его "первым энциклопедическим умом среди греков", а Ленин считал наиболее ярким выразителем материализма в древности.

Атомистическое учение Демокрита было развито его соотечественником, философом-материалистом и атеистом Эпикуром, уроженцем острова Самос. В 307 г. до н. э. он создал в Афинах философскую школу, где излагал свое учение, получившее название эпикуреизма. В совершенстве зная атомистику Демокрита, Эпикур распространял ее среди своих учеников.

Он признавал за атомами не только форму и размер, но и вес: "Далее, следует думать, что атомы не обладают никакими свойствами предметов, доступных чувственному восприятию, кроме формы, веса, величины и всех тех свойств, которые по необходимости связаны с формой". Кроме того, поскольку, по Эпикуру, все атомы, независимо от веса и других характеристик, обладают одинаковой скоростью, то для того, чтобы они могли сталкиваться и, следовательно, соединяться, Эпикур допускает наличие спонтанных отклонений в их движении: "первичные частицы могут самопроизвольно (спонтанно) изменять свое прямолинейное движение под действием причин, определяемых лишь их природой (внутренне обусловленных). Такое отклонение и вызывает столкновение атомов, приводящее к образованию новых веществ".

Введение понятия веса как одной из основных физических характеристик атомов Ф. Энгельс в "Диалектике природы" оценивает как важнейшую заслугу Эпикура в развитии атомистического учения.

философ объяснял агрегатное состояние тел так. Если атомы отстоят сравнительно далеко друг от друга, то образуются соединения (сложные тела) типа воздуха и солнечного света, т.е. газообразные тела, по современной классификации. Если же атомы сближены, то они охвачены взаимным "сплетением" и образуют жидкие и твердые тела, причем в твердых телах атомы сплетены непосредственно, а в жидких телах между атомами есть незначительные промежутки.

Соединяться могут не любые атомы, а только те, движения которых "подходят" друг к другу, в противном случае атомы проходят по касательной или вовсе отталкиваются.

Атомистическую философию древних, опираясь в основном на работы Эпикура, изложил древнеримский ученый-поэт Тит Лукреций Кар (98-55 гг. до н. э.) в поэме "О природе вещей". Широко эрудированный, чрезвычайно наблюдательный, он отлично аргументировал все основные положения атомистического учения. Так, Кар утверждал, что природа разлагает все тела на "составные частицы", которые невидимы, так же как и ветер, приносящий разрушения, как запах, радующий нас, как испаряющаяся влага... Между "первичными частицами" существует пустота, благодаря которой в природе происходит движение. Материя, состоящая из атомов, вечна, а поэтому и сами атомы вечны и неуничтожаемы. Лукреций считал, что существует пять основных факторов (встреча атомов, движение, порядок, положение и фигура), изменение которых приводит к изменению природы самого тела.

Однако до полного признания атомное учение прошло долгий и тернистый путь, подвергаясь преследованиям, нападкам, запретам. И начало этому преследованию положило христианство, так как мысль атомистов о том, что мир возник "случайно" при столкновении атомов, а не по воле бога, приводила церковников в бешенство. Уже в IV в. римский император Юлиан требовал, чтобы в христианское учение не проникало "слово Эпикурово".

В начальный период средневековья (V в. первая половина XI в.), когда были слабо развиты производительные силы и преобладало натуральное хозяйство, в Европе господствовала церковь, и античные атомисты - противники канонизированного Аристотеля - отождествлялись служителями культа с атеистом Эпикуром. Только в период позднего средневековья (вторая половина XI в.-XVI в.), когда формируются централизованные государства, растут города, развивается ремесленное производство, начинается подъем науки и культуры. Существовавшие учения не объясняли состава вещества, их свойств и особенностей превращений. Возникла необходимость по-новому взглянуть на мир. В этом отношении немалую роль сыграл интерес к изучению материалистических представлений древних атомистов. И неудивительно, что после изобретения печатного станка одной из первых книг была напечатана поэма Лукреция Кара (в 1473 и 1486 гг.).

Атомистическую теорию признавал великий ученый эпохи Возрождения Джордано Бруно (1548-1600), погибший на костре инквизиции. Он отстаивал идею атомного строения Вселенной, материального единства мира, бесконечности миров.

Английский философ и политический деятель Френсис Бэкон Веруламский (1561-1626), выступая в защиту атомистики древних, писал, что только с ее помощью можно постичь "подлинную тонкость природы, обретающуюся в самих вещах".

В 1618 г. вышло сочинение "Краткое изложение естественной науки", в следующем году - "О согласии и несогласии химиков со сторонниками Аристотеля и Галена", а в 1625 г. - "Физические записки". Автором их был немецкий иатрохимик Даниель Зеннерт. Он одним из первых сделал попытку применить атомистическое учение к некоторым химическим явлениям. По его мнению, все тела (и в том числе "начала" Аристотеля) состоят из атомов. Кроме простых атомов, предполагал Зеннерт, существуют "вторичные" атомы (напоминающие молекулы). Последнее было важным нововведением. Атомы сохраняют свою индивидуальность при растворении. Так, золото, растворенное в кислотах, можно извлечь. Если в раствор медного купороса поместить железо, то на нем выделится медь. Это объясняется тем, что в купоросе имеются атомы меди, а не тем, что железо превращается в медь, как утверждали алхимики.

В это же время другой немецкий ученый, Иоахим Юнгиус, выдвигает так называемую "синдиакритическую" теорию, согласно которой все химические процессы рассматриваются как сочетание ("синкрисис") или разъединение ("диакрисис") атомов. Он не признавал "начал" Аристотеля и алхимиков и считал, что элементы-начала устанавливаются не умозрительно, а только путем "добросовестного, досконального и прилежнейшего наблюдения", т.е. опытами. К элементам он относил золото, ртуть, серебро, серу и другие простые вещества, число которых может увеличиваться по мере изучения.

Однако против атомистического учения выступала церковь и официальные власти. Когда в 1624 г. французские ученые Ж. Бито, А. Вийон и Э. де Клав решили провести диспут в защиту атомистической теории, власти запретили его, а ученым было предложено в 24 часа покинуть столицу без права преподавания философии где-либо. Через два года парижский суд специальным декретом запретил под страхом смертной казни заниматься атомистикой. Неудивительно, что греческий термин "атом" почти не употреблялся в науке того времени; вместо него пользовались латинским словом корпускула (тельце, от corpus-тело, cula-уменьшительный суффикс). Одни ученые обозначали этим термином атом, другие - молекулу; корпускулу считали то неделимой, то, наоборот, делимой.

Одним из первых приверженцев корпускулярного учения во Франции был великий философ и математик Ренэ Декарт (1596-1650). Он различал три вида материи (первичных частиц): огонь, воздух и землю. Частицы первого вида-самые малые и наиболее подвижные; воздух сильно разрежен, и его корпускулы "обладают известной величиной" и круглой формой. Земля же состоит из наиболее крупных и слабо подвижных частиц самой разнообразной формы. Из смеси этих элементов и состоят все тела природы. Любые движения и изменения, происходящие в мире, сводятся, по его мнению, к чисто механическим перемещениям. Сами "корпускулы могут быть делимы бесконечным множеством способов".

В 1647 г. вышла книга другого французского ученого, Пьера Гассенди, "О жизни и характере Эпикура", а через 11 лет, уже после смерти автора, - "Свод философии Эпикура". Гассенди не только воскресил атомистическую теорию, но, по словам Дж. Бернала, превратил ее "в учение, куда вошло все то новое в физике, что было найдено в эпоху Возрождения". Для обнаружения частиц, не видимых простым глазом, Гассенди использовал энгиоскоп (микроскоп); из этого он делал вывод, что если можно обнаружить столь мелкие частицы, то могут существовать и совсем мельчайшие, которые удастся увидеть впоследствии.

Он считал, что бог создал определенное число атомов, отличающихся друг от друга формой, величиной и весом. Все в мире состоит из них. Как из кирпича, бревен и досок можно построить огромное число разнообразных зданий, так и из нескольких десятков видов атомов природа создает великое множество тел. Соединяясь, атомы дают более крупные образования - "молекулы". Последние в свою очередь, объединяясь друг с другом, становятся более крупными и "доступными для ощущения". Тем самым Гассенди первым ввел в химию понятие молекула (от латинского moles-масса с уменьшительным суффиксом cula).

И вместе с тем П. Гассенди, как и Р. Декарт, разделял заблуждения науки своего времени. Он признавал божественное происхождение атомов, признавал, что существуют особые атомы запаха, вкуса, тепла и холода. Гассенди, по словам К. Маркса, пытался "как-нибудь примирить свою католическую совесть со своим языческим знанием, Эпикура-с церковью, что было, конечно, напрасным трудом".

Развитию корпускулярной теории способствовал великий английский ученый Исаак Ньютон (1643-1727), занимавшийся и вопросами химии. Он имел хорошо оборудованную химическую лабораторию, среди его трудов есть сочинение "О природе кислот" (1710). Ньютон считал, что корпускулы созданы богом, что они неделимы, тверды и неуничтожимы. Соединение корпускул происходит за счет притяжения, а не за счет крючков, зазубрин и т.д. Такое притяжение и определяет "химическое действие"; распад существующих веществ на первичные частицы и образование из них других сочетаний обусловливают появление новых веществ.

Корпускулярное учение нашло свое завершение в трудах знаменитого английского ученого Роберта Бойля.