Атомізм
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Атомізм

Атомізм, атомне учення, атомістика, вчення про переривисту, дискретну (зернистому) будову матерії. А. стверджує, що матерія складається з окремих надзвичайно малих часток; до кінця 19 ст вони вважалися неділимими. Для совеменного. А. характерне визнання не лише атомів (див. також Атомна фізика ) , але і інших часток матерії як більших, ніж атоми (наприклад, молекул ) , так і дрібніших (атомні ядра, електрони і ін.). З точки зору сучасного А., електрони суть «атоми» негативної електрики, фотони — «атоми» світла і т. д. А. поширюється і на біологічні явища, у тому числі на явища спадковості . В ширшому сенсі під А. розуміється інколи дискретність взагалі якого-небудь предмету, властивості, процесу (соціальний А., логічний А.).

загрузка...

  А. виступав майже завжди як матеріалістичне учення. Тому боротьба довкола нього відображала перш за все боротьбу між матеріалізмом і ідеалізмом в науці. А. вже із старовини був направлений проти ідеалістичного і релігійного погляду на світ, бо все суще він пояснював за допомогою часток матерії, не удаючись до надприродним причинам. Матеріалістична течія в А. виходить з тези, згідно з якою атоми матеріальні, існують об'єктивно і пізнавані. Ідеалістична позиція виражається в запереченні реальності атомів; у оголошенні їх лише зручним засобом систематизації дослідних даних (див. Махізм ) , в запереченні їх пізнаваності.

  Атомістичні переконання спочатку (на Ін.(Древн) Сході, в античній Греції і Римі, частково в середні віки у арабів) були лише геніальною здогадкою, що перетворилася потім на наукову гіпотезу (17, 18 вв.(століття) і перші дві третини 19 ст) і, нарешті, в наукову теорію. З самого зародження і до кінця 1-ої чверті 20 ст в основі А. лежала ідея про тотожність будови макро- і мікрокосмосу. З безпосередньо спостережуваної розчленованої видимого макросвіту (перш за все зоряного) на окремих більш менш відособлені друг від друга тіла був зроблений вивід, що природа, будучи єдиною, має бути влаштована в щонайменшій своїй частині так само, як і в найбільшій. Древні атомісти вважали тому безперервність матерії такою, що здається, як здається здалека суцільною купа зерна або піску, хоча вона складається з безлічі окремих частинок.

  Визнання єдності будови макро-і мікрокосмосу відкривало дорогу до перенесення на атоми таких механічних, фізичних або хімічних властивостей і стосунків, які виявлялися в макротіл. Виходячи з теоретично передбачених властивостей атомів, можна було зробити висновок про поведінку тіл, утворених з атомів, а потім експериментально перевірити цей теоретичний висновок на досвіді.

  Ідея про повну подібність будови макро-і мікрокосмосу, здавалося б, остаточно восторжествувала після створення на початку 20 ст планетарної моделі атома, основу якої складало положення, що атом побудований подібно до мініатюрної Сонячної системи, де роль Сонця виконує ядро, а роль планет — електрони, що обертаються довкола нього по строго певних орбітах. Майже аж до 2-ої чверті 20 ст ідея єдності будови макро- і мікрокосмосу розумілася дуже спрощено, прямолінійно, як повна тотожність законів і як повна схожість будови того і іншого. Звідси мікрочастки трактувалися як мініатюрні копії макротіл (як надзвичайно малі кульки), що рухаються по точних орбітам, які абсолютно аналогічні планетним орбітам, з тією лише різницею, що небесні тіла зв'язані силами гравітаційної взаємодії, а мікрочастки — електричного. Така форма А. названа класичним А.

  Сучасний А., що втілився в квантову механіку, не заперечує єдності природи у великому і малому, але розкриває якісну відмінність мікро- і макрооб'єктів: мікрочастки представляють єдність протилежностей переривчастої і безперервності, корпуськулярності і волно-образності. Це — не кульки, як думали раніше, а складні матеріальні утворення, в яких дискретність (виражена у властивостях корпускули) певним чином поєднується з безперервністю (вираженою в хвилевих властивостях). Тому і рух таких часток (наприклад, електрона довкола атомного ядра) здійснюється не по аналогії з рухом планети довкола Сонця (тобто не по строго певній орбіті), а швидше по аналогії з рухом хмари («електронна хмара»), що має як би розмиті краї. Така форма А. названа сучасним (квантовомеханічним) А.

  Види А. розрізняються тим, якими конкретними фіз.(фізичний) властивостями наділяються атоми і інші частки матерії, як характеризуються форми руху атомів. Спочатку А. носив суто абстрактний, натурфілософський характер: атомам приписувалися лише найзагальніші властивості (неподільність, здатність рухатися і з'єднуватися між собою), які не були пов'язані з якими-небудь вимірними властивостями макротіл. У 17—18 вв.(століття), коли розвинулася механіка, А. набув механістичного характеру; цей вигляд А. був декілька конкретніший, ніж натурфілософія древніх, але все таки ще в більшій мірі залишався абстрактним і мало пов'язаним з дослідною наукою. Атомам приписувалися тепер чисто механічні властивості. Представники «механіки контакту» вважали, що причиною з'єднання атомів є фігура геометрична форма, наділяли атоми гачками, за допомогою яких атоми нібито зчіплюються між собою; інколи атоми зображалися у вигляді зубчастих коліщаток, зубці яких личать один до одного в разі розчинення тіл або не личать в разі їх нерозчинення (М. Ст Ломиносів). Представники «механіки сил» (динаміки) пояснювали взаємодію атомів на зразок гравітаційного тяжіння. Тому тут грав роль лише вага часток, а не їх геометрична форма (вона приймалася кулевидною, як в небесних тіл). Від динаміки І. Ньютона бере почало особлива гілка А. (хорватський фізик Р. І. Бошковіч), у якій поєднується ідея Г. Лейбніца про непросторові монади (у вигляді геометричних крапок — центрів сил) з поняттям «сили» (Ньютон). Цей динамічний А. з'явився передбаченням сучасного А., у якому нерозривно поєднується уявлення про дискретність матерії з ідеєю нерозривності матерії і руху (або «сили» в колишньому розумінні). Виходячи з поглядів Ньютона, Дж. Дальтон (1803) створив хімічний А., здатний теоретично узагальнювати і пояснювати наблюденниє хімічні факти і передбачати явища, ще не виявлені на досвіді. Дальтон наділив атоми «атомною вагою», тобто специфічною масою, характерною для кожного хімічного елементу. У «атомній вазі» знайшла своє вираження міра хімічного елементу, що є єдністю його якісною (хімічна індивідуальність) і кількісною (значення «Атомного ваги») сторін. Розвиток цієї вистави привів згодом до створення Д. І. Менделєєвим періодичної системи хімічних елементів (1869—71), яка, по суті справи, є вузлова лінія стосунків міри хімічних елементів. В середині 19 ст А. у хімії отримав подальшу конкретизацію у вченні про валентність (шотландський хімік А. С. Купер, німецький хімік ф. А. Кекуле) і особливо в теорії «хімічної будови» (А. М. Бутлеров, 1861). Атоми стали наділятися валентністю, т. е. здатністю приєднувати 1, 2 і більш за атоми водню, валентність якого була прийнята за 1. У 19 ст атоми наділялися все новими властивостями, в яких резюмувалися відповідні хімічні і фізичні відкриття. У зв'язку з успіхами електрохімії атомам стали приписуватися електричні заряди (електрохімічна теорія шведського ученого І. Я. Берцеліуса), взаємодією яких пояснювалися хімічні реакції. Відкриття законів електролізу (М. Фарадей) і особливо створення теорії електролітичної дисоціації (шведський учений С. А. Ареніус, 1887) привели до узагальнення, вираженого в понятті «іон». Іони це осколки молекул (окремі атоми або їх групи), що несуть протилежні по знаку цілочисельні електричні заряди. Дискретність зарядів іонів безпосередньо підводила до ідеї дискретності самої електрики, що вело до ідеї електрона, до визнання подільності атомів. У 2-у підлогу.(половина) 19 ст А. конкретизувався як молекулярно-фізичне учення, завдяки розробці молекулярно-кінетичної теорії газів, що розкриває зв'язок між тепловою і механічними формами руху. Основні положення молекулярної гіпотези зародилися ще в 17 (П. Гассенді) і 18 вв.(століття) (Ломоносов), але придбали експериментальний базис лише завдяки тому, що закон об'ємних стосунків газів, відкритий Ж. Л. Гей-Люссаком (1808), був пояснений за допомогою уявлення про молекули (А. Авогадро, 1811). З тих пір молекулам приписувалися такі фізичні властивості і рухи, які при їх підсумовуванні давали б значення макроскопічних властивостей газу як цілого, наприклад температури, тиску, теплоємності і т.д. Надалі А. у фізиці розвинувся в особливу гілку статистичної фізики.

  Після відкриття електрона (англійський фізик Дж. Дж. Томсон, 1097), створення теорії квантів (М. Планк, 1900) і введення поняття фотона (А. Ейнштейн, 1905) А. прийняв характер фізичного учення, причому ідея дискретності була поширена на область електричних і світлових явищ і на поняття енергії, вчення про яку в 19 ст спиралося на уявлення про безперервні величини і функції стану. Найважливішу межу сучасного А. складає А. дії, пов'язаний з тим, що рух, властивості і стани різних мікрооб'єктів піддаються квантуванню, тобто можуть бути виражені у формі дискретних величин і стосунків. У результаті вся фізика мікропроцесів, оскільки вона носить квантовий характер, виявляється областю додатка сучасного А. Постоянная Планка (квант дії) є універсальна фізична константа, яка виражає кількісний кордон, що розділяє дві якісно різні області: макро- і мікроявищ природи. Фізичний (або квантово-електронний) А. досяг особливо великих успіхів завдяки створенню (Н. Бор, 1913) і подальшій розробці моделі атома, яка з фізичного боку пояснювала періодичну систему елементів. Створення квантової механіки (Л. де Бройль, Е. Шредінгер, Ст Гейзенберг, П. Дірак і ін., 1924—28) додало А. квантовомеханічний характер. Успіхи ядерної фізики, починаючи з відкриття атомного ядра (Е. Резерфорд, 1911) і кінчаючи відкриттям серії елементарних часток, особливо нейтрона (англійський фізик Дж. Чедвік, 1932), позитрона (1932), мезонів різної маси, гіперонів і ін., також сприяли конкретизації А. Одновременно в 20 ст йшов розвиток хімічного А. у бік відкриття часток більших, ніж звичайні молекули (колоїдні частки, міцелли, макромолекули, частки високомолекулярних, високополімерних з'єднань); це додавало А. надмолекулярно-хімічний характер. У результаті можна виділити головні види А., які з'явилися в той же час історичними етапами в розвитку А.: 1) натурфілософський А. старовини, 2) механічний А. 17—18 вв.(століття), 3) хімічний А. 19 ст і 4) сучасний фізичний А.

  З відкриттями в області А. зв'язані крупні наукові епохи. «Нова епоха починається в хімії з атомістики..., — писав Енгельс, — а у фізиці, відповідно цьому, — з молекулярної теорії» («Діалектика природи», 1969, с. 257). Революцію у фізиці на рубежі 19 і 20 вв.(століття) викликали, за словами Ст І. Леніна, «новітні відкриття природознавства — радій, електрони, перетворення елементів...» (Полн. собр. соч.(вигадування), 5 видавництво, т. 23, с. 44). Початок століття атомній енергії безпосередньо пов'язано з подальшим розвитком сучасним фізичним А.

  Досягнення кожного глибшого рівня в пізнанні матерії і її дискретних видів (її будови), відповідно — суть вищого порядку, не завершує рухи пізнання в глиб матерії, а кладе лише нову віху на цій дорозі. «Молекула..., — писав Енгельс, — це — «вузлова точка» в безконечному ряду ділень, вузлова точка, яка не замикає цього ряду, але встановлює якісну різницю. Атом, який раніше зображався як межа подільності, тепер — лише відношення...»(Маркс До. і Енгельс Ф., Соч., 2 видавництва, т. 31, с. 258). Зіставлення атомів з електронами Ленін розглядав як конкретизацію положення про єдність кінцевого і безконечного, де кінцеве є лише ланка в безконечному ланцюзі стосунків: «Застосувати до атомів versus електрони. Взагалі нескінченність матерії углиб...» (Полн. собр. соч.(вигадування), 5 видавництво т. 29, с. 100).

  Для розуміння філософської сторони А. надзвичайне поважно проведене Енгельсом розмежування між старим і новим А. Старий А. визнає абсолютну неподільність і простоту «останніх» часток матерії, все одно, чи будуть цими частками вважатися атоми хімічних елементів (Дальтон і інші хіміки) або частки первоматерії (Бойль і ін.). Новий А. фактично виходить із заперечення яких-небудь «останніх», абсолютно простих, незмінних і неділимих часток або елементів матерії. Відкидаючи абсолютну неподільність або неперетворювану будь-якої скільки завгодно малої частки матерії, новий А. визнає відносну стійкість кожного дискретного виду матерії, його якісну визначеність, його відносну сохраняємость у відомих кордонах. Наприклад, ділимий деякими фізичними способами, атом неділимий хімічно і в хімічних процесах поводиться як якесь ціле, неделімоє. Так само і молекула: ділима (розкладна) хімічно на атоми, вона в тепловому русі (до відомих меж, коли не настає термічна дисоціація речовини) поводиться теж як якесь ціле, неделімоє.

  Новий А. показує, що процес ділення матерії має свої багаточисельні кордони, досягши яких здійснюється перехід від одного рівня дискретності матерії до іншої, якісно від неї відмінною; кількостей, операція ділення приводить, т. о., до виходу за межі даного вигляду часток і переходу в область іншого їх вигляду. В цьому відношенні новий А. протистоїть, з одного боку, ідеї абсолютної подільності матерії до безкінечності (Арістотель, Р. Декарт, дінамісти), що представляє приклад «поганої нескінченності» (Гегель), а з іншого боку — ідеї старого А. з його визнанням лише одного вигляду часток матерії, якими одноактний завершується (точніше: обривається) процес ділення матерії.

  На філософські основи сучасного А. вказав ще Енгельс: «Нова атомістика відрізняється від всіх колишніх тим, що вона... не стверджує, ніби матерія лише дискретна, а визнає, що дискретні частини різних рівнів... є різними вузловими точками, які обумовлюють різні якісні форми існування загальної матерії...» («Діалектика природи», 1969, с. 257).

  Особливо важливе в новому А. визнання взаємоперетворюваності будь-яких дискретних видів матерії невичерпності будь-якій скільки завгодно малої її частки. «... Діалектичний матеріалізм, — писав Ленін, — наполягає на приблизному, відносному характері всякого наукового положення про будову матерії і властивості її, на відсутності абсолютних граней в природі, на перетворенні рухомої матерії з одного стану в інше, мабуть, на наш погляд, непримиренне з ним і т.д.» (Полн. собр. соч.(вигадування), 5 видавництво, т. 18, с. 276). Прикладом служить взаємоперетворення часток світла (фотонів) і часток речовини (пари — електрона і позитрона — в процесі її народження з фотонів і зворотного її переходу у фотони при анігіляції пари).

  Заперечення яких-небудь «останніх», «абсолютно незмінних» і т. Д. часток матерії виправдовується всім ходом поглиблення людського пізнання в будові матерії (див. там же, с. 277).

  Якщо старий А. виходив з того, що «останні», «неделімиє» атоми знаходяться в зовнішньому відношенні один до одного, просторово сополагаясь одні з іншими, то новий А. визнає такі взаємодії часток матерії, в результаті яких вони випробовують корінні зміни, втрачають свою самостійність, свою індивідуальність і як би розчиняються повністю один в одному, зазнаючи якнайглибші якостей, зміни. Так, прикладом подібних взаємодій є взаємоперетворення елементарних часток матерії.

  Невичерпність електрона наочно виявилася після невдачі спроб побудувати модель атома, виходячи з уявлення про електрони-кульки (або навіть крапках), наділені певною масою і зарядом і що рухаються довкола ядра за законами класичної механіки. Ядерна ж фізика показала, що електрон може народжуватися з нейтрона, гіперонів і мезонів (з виділенням нейтрино), може поглинатися і зникати як частка в атомному ядрі (при захваті), може зливатися з позитроном словом, випробовувати такі багатообразні і складні корінні перетворення, які незаперечно свідчать про його реальну невичерпність. У історії пізнання кожен крупний успіх А. складав не лише революцію у фізичному вченні про матерію і її будову, але в той же час чергова поразка ідеалістичного погляду на природу (хоча сам по собі А., звичайно, зовсім не завжди і не у всіх своїх конкретних формах безпосередньо виражав наукову істину). Так, відкриття Дальтоном закону простих кратних стосунків в хімії привело на початку 19 ст до краху ідеалістичної теорії динамізму (Кант, Шеллінг, Гегель і ін.), згідно якої основу природи складає не матерія, а переривчасті сили. В кінці 19 ст у фізиці і хімії набула поширення феноменологічна, агностична течія, що пов'язана з термодинамікою і найвиразніше виявилося в енергетичному світогляді (Ст Оствальд, 1895). Енергетізм, як і махізм, заперечував реальність атомів і молекул; він намагався побудувати всю фізику і хімію на уявленні про чисту енергію, комплексом різних видів якої оголошувалася сама матерія і всі її властивості. Успіхи фізики і хімії на рубежі 19 і 20 вв.(століття), особливо підрахунок числа іонів — газових часток, що несуть електричні заряди, а також вивчення «броунівського руху» і ін. показали збіг значень Авогадро числа, визначеного самими різними фізичними методами. У 1908 Оствальд визнав свою поразку в боротьбі проти А. «Я переконався, що в недавній час нами отримані експериментальні підтвердження переривчастого, або зернистого, характеру речовини, яку марно відшукувала атомістична гіпотеза протягом століть і тисячоліть. Ізолювання і підрахунок числа іонів в газах..., а також збіг законів броунівського руху з вимогами кінетичної теорії... дають тепер найобережнішому ученому право говорити про експериментальне підтвердження атомістичної теорії речовини... Тим самим атомістична гіпотеза піднята на рівень науково обгрунтованої теорії» (Grundriss der allgemeinen Chemie, Lpz., 1909, S. ILL—IV).

  В кінці 1-ої чверті 20 ст виявилось, що електрони, що викидаються при b-розпаді, відносять лише частину енергії, що втрачається ядром. Звідси був зроблений вивід, що інша її частина просто знищується. Матеріалістичне рішення виниклій трудності (Ст Паулі, 1931) полягало в припущенні, що при b-розпаді поряд з електроном з ядра вилітає інша, невідома ще частка матерії, з дуже малою масою і електрично нейтральна, яку назвали «нейтрино». Без уявлення про нейтрино неможливо зрозуміти багато ядерних перетворень, а також і перетворення елементарних часток (мезонів, нуклонів, гіперонів). Т. о., і тут успіх А. приніс поразку ідеалізму у фізиці.

  Після відкриття позитрона І. і Ф. Жоліо-Кюрі спостерігали (1933) перетворення позитронів і електронів на фотони; спостерігалося також народження пари — електрона і позитрона — при проходженні фотона -g-променів поблизу атомного ядра. Ці явища тлумачили як анігіляція (знищення) матерії і як її народження з енергії. Розвиваючи А., фізики-матеріалісти (С. І. Вавілов, Ф. Жоліо-Кюрі і ін.) показали, що в даному випадку відбувається взаємоперетворення одного фізичного вигляду матерії (речовини) у іншій її вигляд (світло). Отже, і в цьому відношенні А. завдав своїми відкриттями удару ідеалізму.

  Літ.: Маркс До., Відмінність між натурфілософією Демокріта і натурфілософією Епікура, в кн.: Маркс До. і Енгельс Ф., З ранніх творів, М., 1956; Енгельс Ф., Анті-Дюрінг, Маркс До. і Енгельс Ф., Соч., 2 видавництва, т. 20; Резерфорд Е., Будова атома і штучне розкладання елементів, [пер. з англ.(англійський)], М-код.—Л., 1923; Бор Н., Три статті про спектри і будову атомів, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1923; Маковельський А. О., Старогрецькі атомісти, Баку, 1946; Кедрів Би. М., Атомістика Дальтона, М-код.—Л., 1949; його ж. Еволюція поняття елементу в хімії, М., 1956; Гейзенберг Ст, Філософські проблеми атомної фізики, пер.(переведення) з йому.(німецький), М., 1953; Зубів Ст П., Розвиток атомістичних вистав до початку XIX ст, М., 1965.

  Див. також літ.(літературний) при ст. Атомна фізика .

  Би. М. Кедрів.