Вильгельм Штрубе - Пути развития химии. Том 1. От первобытных времен до промышленной революции

Атомистические представления античных натурфилософов развивались в сочинениях некоторых арабских мыслителей в средние века. Однако лишь в XVI-XVII вв. был достигнут существенный прогресс атомистических воззрений в результате работ Зеннерта, Юнгиуса и Бойля. И наконец, в начале XIX в. атомистика стала теорией, важнейшей для познания химических явлений, благодаря основополагающим исследованиям Дальтона и Берцелиуса.

Левкипп (ок. 500-440 до н. э.) и Демокрит (ок. 460-370 до н. э.) создали атомистическое учение, опираясь на взгляды своих предшественников: атомами назвали мельчайшие, неделимые и однородные частицы первоматерии. Анализ этого определения приводит к вопросу: каким образом из однородных первичных элементов могло возникнуть столько качественно неоднородных веществ? Левкипп и Демокрит отвечали на вопрос следующим образом. Во-первых, атомы могут быть различной формы и величины. Это определяет возможности их разнообразных соединений. Во-вторых, порядок и расположение атомов в веществах, т. е. структуры веществ, могут существенно различаться. Благодаря различным комбинациям разнообразных атомов образуется бесконечное множество веществ [15, с. 1830].

Объяснение многообразия веществ их различной формой и величиной сыграло важную роль в формировании "корпускулярной теории" Бойля и Лемери. Это объяснение легло в основу механистических теорий химических реакций. Гипотеза об образовании различных комбинаций атомов использовалась Д. Дальтоном в его атомистике. В дальнейшем Л. Пастер, И. Вислиценус, Я. Г. Вант-Гофф применили эти представления при разработке стереохимических воззрений (особенно понятия о стереоизомерах) в конце XIX в.

Атомистические представления оказали влияние на развитие диалектического направления в философии. В первую очередь это относится к формулировке закона о переходе количества в качество. Однако нерешенным оставался вопрос о причине движения атомов. В отличие от Анаксагора Левкипп и Демокрит считали, что движение атомов не связано с внешней силой. Они рассматривали движение атомов как присущее им изначально ("внутренне") свойство либо как способ их существования.

Во взглядах Демокрита заметны противоречия. Согласно одним его высказываниям, атом первично неподвижен и лишь в ответ на удары ("толчки") приходит в движение. Согласно другим, движение присуще атомам изначально "как вечное свойство" [15, с. 1830]. Кроме того, Демокрит считал, что движение и взаимодействия частиц материи необходимы, а вещества образуются случайно.

На вопрос, изменяют или сохраняют атомы свою природу, соединяясь друг с другом, смогла ответить лишь наука конца XIX-XX вв., когда были сформулированы представления о ионах, открыт электрон и изучено строение атома [15]. Тем самым представления о движении и взаимодействии "веществ" были "конкретизированы" (хотя еще и в довольно отвлеченном виде). После открытия в начале XIX в. законов постоянных и кратных отношений элементов в соединениях (Дальтон, Берцелиус) и их интенсивного применения на практике химики перешли от статических (механистических) представлений о протекании превращений к динамическим [18].

Атомистам удалось внести немалый вклад в учение об образовании сложных веществ. Но при этом возникла и новая проблема: изменяются ли свойства атомов, когда соединившись они образовали новое вещество, или же, как представлял Демокрит, они остаются прежними [15]? Аристотель оспаривал эту точку зрения, поскольку такое механистическое представление не позволяло объяснить качественный скачок при образовании новых веществ. Для науки часто бывает важно не то, насколько верна гипотеза, а то, какое она имела значение для развития научной мысли.

Демокрит по-новому определил понятие об "элементах" как о простых "телах", составленных из более мелких частиц. Эти представления расширил и дополнил Аристотель. На более высоком уровне знаний в XVI в. эти взгляды были конкретизированы Бойлем. Лавуазье, Дальтон и Берцелиус положили их в основу научной атомистики.

Следующим важным шагом вперед на пути понимания атома как основы материального мира стало представление о пустом пространстве между атомами, или "пустоте" как объективной реальности. Согласно представлениям Левкиппа и Демокрита, существование пустоты было основополагающим условием для взаимодействия атомов с образованием различных веществ. Только в пустоте атомы могли встречаться и взаимодействовать, изменяя при этом порядок своего взаимного расположения в различных соединениях [15, с. 1831]. Таким образом, понятия "сущее" и "ничто", "полное" и "пустое", метафизически противопоставленные друг другу в предшествующих теориях, в античной атомистике были проанализированы диалектически. Однако только после определения веса (массы) воздуха, его давления и введения понятия вакуума в XVI-XVII вв. использование атомистических представлений привело ученых к важным для практики выводам.

Левкиппа и Демокрита можно считать основоположниками античной атомистики. Их воззрения различались несущественно. Представления Демокрита об отталкивании или, наоборот, взаимном притяжении атомов, т. е. о противоположных свойствах материи, внешними проявлениями которых были вид и форма веществ, при дальнейшем развитии превратились в учение о фундаментальных свойствах материи [15]. Однако до того, как этот раздел атомистики стал приносить важные для практики результаты, предстояло появиться еще многим теориям; надо было осуществить разнообразные эксперименты, в частности те, что привели к развитию учения об электричестве. Первые успехи в этом направлении были достигнуты за несколько десятилетий XIX в., когда в химии господствовала дуалистическая теория, созданная Берцелиусом.

Атомистика стала областью естествознания, существенно обогатившей материалистическое мировоззрение. Со времени Возрождения учение об атомах приобретало все большее значение для материалистического осмысления явлений природы и как идеологическое оружие в борьбе против мистицизма. Философским фундаментом атомистики в XIX в. стало материалистическое мировоззрение натурфилософии, уже уступавшей место научному естествознанию. Развитие атомизма также способствовало философскому обоснованию развития естествознания.

Во взглядах античных атомистов было немало противоречий, преодоление которых обусловило дальнейший прогресс философии. Так, Демокрит считал, что на самом деле существуют только те вещи, которые (как, например, атомы) "могут быть постигнуты одним лишь разумом" [15]. Однако на самом деле между познанием и чувственным восприятием существует очень большое различие. Интересно, что древнеримский врач Гален привел высказывание Демокрита, которое, напротив, очень близко к естественнонаучным взглядам и уже содержит идею о важности опыта [15, с. 1832].