Античные представления о веществе

Деятельность древних ремесленников не заключала в себе никакого теоретического осмысления природы веществ и их превращений. Однако, некоторые сведения о веществах, полученные в результате ремесленной деятельности, попали в «поле размышляющего созерцания» античных философов и в какой-то степени были ими описаны. В эпоху Античности результаты познания природы путем умозрения считались существенно более достоверными, чем приобретенные через чувственный опыт. Именно поэтому в науках дедуктивного плана, например, в математике, древнегреческие философы достигли значительных успехов.

Химия как индуктивная наука начала формироваться только в XVII в., когда, с одной стороны, возник научный эксперимент, а с другой – началось проникновение теоретических обобщений в ремесло (что превратило его в систему химической технологии). В древности же не прямой, ни обратной связи натурфилософских теорий с практическим ремеслом почти не существовало. Древнегреческие натурфилософы, оказавшие большое влияние на развитие естественнонаучных знаний, всегда пытались понять наиболее общие закономерности. В своем стремлении понять самые общие закономерности мироздания они высказали ряд идей относительно скрытой природы вещей, наиболее существенными из которых являются идеи об элементе и об атоме.

В ранней греческой философии сформировалось понятие об элементе (стихии) – некоторой первичной субстанции, которая лежит в основе всего разнообразия окружающего мира. Фактически понятие элемента впервые сформировалось в утверждении Фалеса из Милета (VII – VI вв. до н.э.) о том, что первоначалом, или первостихией, из которой возникло все сущее, является вода. Вслед за Фалесом философы называли элементами-стихиями воздух (Анаксимен из Милета, VI в. до н.э.), огонь (Гераклит из Эфеса, V - IV вв. до н.э.) и иные начала. Проблема многообразия вещей в рамках этих представлений решалась с помощью категорий сгущения и разрежения, посредством которых происходят перемещения элементов.

В V в. до н.э. Эмпедокл высказал идею о неизменности (то есть непревращаемости) первоначал. При этом Эмпедокл придерживался представлений об ограниченной (по числу) множественности элементов-стихий и относил к ним огонь, воду, воздух и землю. Он считал их «корнями вещей», но образование вещей происходит не в результате взаимопревращения элементов (они неизменны), а в результате их способности соединяться или отталкиваться под воздействием двух сил – любви и вражды. В учении Эмпедокла отчетливо выражена мысль о том, что причиной наблюдаемого разнообразия вещей является неодинаковое содержание в них каждого из элементов. Выделение четырех элементов как основы материального мира стало первой в науке попыткой классификации веществ исходя из общего принципа агрегатных состояний. В XVII в. эмпедоклова традиция получила дальнейшее продолжение в виде концепции элементов как предсуществующих составляющих тел.

Анаксагор (V в. до н.э.) развил представления Эмпедокла (четыре «корня» объясняют далеко не все многообразие бесчисленных качеств вещей). Он сформулировал принцип: все различные частицы обладают неодинаковым весом (массой). Так был введен новый классификационный принцип в развитие естественнонаучных знаний: различные вещества образуются соответственно из качественно неодинаковых частиц первоматерии. Согласно взглядам Анаксагора, в каждом веществе содержатся частицы («семена») разных элементов, но лишь частицы какого-либо одного элемента присутствуют в наибольшем количестве. Они-то и определяют основные качества вещества. Анаксагор считал, что в своей бесконечной делимости частицы веществ достигают размеров, которые выходят за пределы чувственного человеческого восприятия. Для развития естественнонаучных знаний была особенно важной конкретизация представления о существовании необычайно малых частиц первоматерии. Это сделали Левкипп и Демокрит.

В V в. до н.э. возникло новое учение – атомизм, выдвинувшее идею о дискретности материи. Основоположники атомизма Левкипп и Демокрит. Демокрит полагал, что все вещи видимого мира состоят из мельчайших неделимых и неизменных частиц – атомов, разделенных пустым пространством. Образование тел есть результат движения и столкновения атомов и их «сцепления» друг с другом. Разнообразие всех вещей Демокрит объяснял различием числа, формы, величины и порядка составляющих их атомов.

В античное время атомизм встретил серьезные возражения. В первую очередь они касались самой идеи о существовании у тел предела делимости. Оставалось непонятным, почему и где должна существовать грань, за которой становится невозможным дальнейшее дробление вещества. Помимо идеи об атомах критиковались (в частности Аристотелем) представления Демокрита о том, что превращения тел являются следствием изменения порядка составляющих их атомов. Эти представления опровергало простейшее наблюдение: превращение жидкого тела в твердое при замерзании. Такое превращение происходило «само по себе», без какого-либо перемешивания, а значит, как полагали древние философы, не затрагивало внутреннего порядка атомов.

Наибольшие же возражения получили воззрения Демокрита о неизменности свойств атомов после их соединения друг с другом с образованием нового вещества. Такое представление не позволяло объяснить качественный скачок при формировании новых веществ, т.е. образование из бескачественных атомов и пустого пространства качественно оформленных (обладающих вкусом, цветом и запахом) сложных тел. Положении Демокрита о том, что вкус, запах, цвет, тепло, холод и т.п. существуют только во мнении, плохо соответствовало наблюдению и делало всю атомистическую концепцию очень умозрительной.

В V – IV вв. до н.э. элементаризм получил свое развитие в трудах афинских классиков Платона и Аристотеля. Платон придерживался представления о четырех элементах, но рассматривал воду, воздух, землю и огонь как качественно различные и изменчивые формы (состояния) единой, бескачественной и неизменной субстанции (материи). Для развития химических знаний большое значение имело разработанная Платоном теория соединения первоэлементов. Согласно Платону, единая для всех основа, первоматерия, проявляется в разных телах по-разному, оказываясь то огнем, то водой, то воздухом, то землей. Например, в горючих телах проявляется воспламеняющая способность первоматерии (т.е. элемент огонь), в легких телах проявляется ее «летучая компонента» (т.е. элемент воздух). Элементы в такой трактовке выступали лишь как носители первичных качеств (свойств) вещей. Таким образом, в учении Платона понятия Эмпедокла об элементах-стихиях как неизменных субстанциях, образующих многообразные тела, трансформировались в изменчивые элементы-качества, придающие телам определенные свойства. Платон образно представлял себе взаимодействие элементов как изменение формы определенных «геометрических фигур». Треугольники первоэлементов, различающиеся своими размерами, постоянно взаимодействуя друг с другом, образуют многообразие веществ. Представления об образовании веществ из треугольников и элементарных частиц впоследствии оказали влияние на формирование взглядов о пространственном строении соединений.

Учение Платона было развито Аристотелем. Принимая идею об элементах как формах единой первичной материи, которые в разнообразных пропорциях содержатся в телах и придают им определенные свойства (качества), Аристотель считал каждый из элементов носителем двух из четырех свойств (воду – носителем холода и влажности, огонь – носителем тепла и сухости, землю – холода и сухости, воздух – тепла и влажности). По Аристотелю, превращение элементов друг в друга является следствием изменения хотя бы одного из качеств, составляющих элемент. Эти взаимопереходы элементов-качеств Аристотель считал обязательным условием превращения одного тела в другое. Таким образом, все многообразие вещественного мира возникло из четырех основных элементов в результате их смешения. Важнейшие качества каждого вещества определялись преобладающем в нем элементом. Аристотелевские представления об элементах приводили к фактическому отожествлению предмета с его качествами (свойствами). Соответственно, вывод о наличии того или иного элемента в теле делался на основе оценки чувственно воспринимаемых свойств, которые ассоциировались с элементами (например, горючие тела содержали огонь, текучие – воду и т.п.). Подобный критерий присутствия элемента в теле будет характерен для химического мышления вплоть до XVII в.

В работе «О возникновении и уничтожении» Аристотель выдвинул очень важное и принципиально новое положение относительно причины качественного многообразия тел: возникновение новых веществ сопровождается изменением качеств. Объясняя процесс возникновения новых тел, он ввел понятие миксиса – соединения веществ в качественно новое образование. В этой теории соединение веществ рассматривалось не просто как их механическое смещение (синтезис), а как «тело», обладающее новыми, не присущими исходным компонентам, качествами (миксис). В миксисе исходные тела находились только в возможности (т.е. могли, в принципе, быть выделены снова). Необходимым условием миксиса Аристотель считал контакт, благодаря которому должно происходить изменение исходных веществ. Наблюдение показывало, что вещество с одними свойствами способно превращаться в другое вещество с другими свойствами. Но из полученного продукта с помощью определенных операций можно было снова выделить исходное вещество. Представления Аристотеля получили широкое распространение в эллинистический период и в Средние века.

В конце IV - III вв. до н.э. атомизм Демокрита получил развитие в трудах Эпикура. Большинство его воззрений дошло до нас благодаря поэме римского поэта-философа Лукреция Кара (I в. до н.э.) «О природе вещей». Лукреций, излагая учение Эпикура, писал об обладающих определенным размером и весом атомах, движущихся в пустоте с одинаковой скоростью. Атомы способны к спонтанному отклонению, что приводит к их соударениям и образованию агрегатов (промежуточной стадии между атомом и соединением).

С историко-химической точки зрения наиболее интересным и важным аспектом атомизма Эпикура – Лукреция является попытка объяснения процесса образования сложного тела, обладающего качествами, из бескачественных атомов. По Эпикуру, сложное тело – консилиум – это образованная из атомов новая целостность, наделенная ранее отсутствовавшими у его компонентов свойствами вследствие гармонии (согласованности) атомных движений в консилиуме. Идея консилиума являла собой попытку объединить в одном учении атомистические воззрения с элементаристскими представлениями о миксисе.

Античное мышление с его умозрительным проникновением в строение вещества и причины его превращений принципиально не могло соединить представление об атомах с процессом образования нового химического соединения. Тот факт, что свойства соединения отличны от свойств его компонентов, требовал признания потери атомами при образовании соединения своей индивидуальности, а это вступало в противоречие с идеей о его неизменности и вечности. Так, в течение многих последующих веков, вплоть до Нового времени, элементаристские и атомистические взгляды оказались разобщенными, причем идея элемента (как субстанциального качества) стала господствующей (аристотелизм).

В начале новой эры определенную роль в дальнейшем разобщении этих учений стала играть алхимия.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: