Окружающий человека мир очень сложен, в нём имеется огромное множество различных веществ. Можно ли свести сложное к простому?
Можно ли, исходя из нескольких «первоначал», построить всё разнообразие веществ со всеми их свойствами? Это был ключевой вопрос науки на протяжении многих столетий.
Аристотель считал, что четыре «первичных начала» с помощью «пятой сущности» могут превращаться друг в друга.
Так, вода может превращаться в воздух и землю, потому что их общим свойством является влажность. Таким образом, появился ранний прообраз химических реакций — первая теория, объясняющая, как одни вещества могут превращаться в другие.
Какая же из перечисленных теорий более верная? Является ли первоначалом только «вода», «земля», «воздух» или «огонь»?
А может быть, все четыре? На самом деле такой спор приводит в тупик.
Но иначе и быть не может.
Ведь все эти рассуждения были не больше чем декларацией: «я думаю, что это так». И совершенно неясно, как дальше развивать эту теорию.
Кроме того, очень трудно понять, как могут «взаимодействовать» разные стихии, давая что-то новое. Очень образно об этом написал древнеримский поэт и философ Лукреций (I век до н. э.) в поэме «О природе вещей»: Эти стихии во многом враждебны, и ядом Служат одни для других, и поэтому или погибнут, Вместе сойдясь, или врозь они разбегутся…
Титульный лист издания поэмы Тита Лукреция Кара «О природе вещей».1683 г. Действительно, трудно предположить, что соединение «воды» и «огня» может привести к появлению новых тел. Скорее наоборот — сам огонь возникает в ходе каких-то превращений тел. Ведь если зажечь масляный светильник (сейчас можно взять свечу) и подержать над ним холодный кусок металла, то легко убедиться в том, что масло «превращается» в огонь, а на поверхности металла появляются капельки воды. (Сейчас известно, что кроме воды при горении масла и большинства других веществ образуется также углекислый газ.) Видимо, именно такие явления имел в виду Лукреций, когда критиковал теорию Аристотеля: …
Если всё из стихий четырёх создаётся, Если все вещи затем на них разлагаются снова, То почему же считать, что они представляют собою Первоначала вещей, а не те им началами служат?
Но можно ведь рассуждать по-другому.
Может быть, мир устроен совершенно иначе и всё в нём состоит из неких мельчайших не видимых глазом частиц, которые могут соединяться и разъединяться, порождая и воду, и воздух, и землю, и огонь. Это была вторая, противоположная точка зрения на устройство мира.
Причём более ценная, потому что её можно было развивать.
Например, огромное количество разных слов состоит из сравнительно небольшого числа букв.
А вдруг во всех телах тоже есть такие мельчайшие «буквы», которые и являются первоначалами?
Марка с изображением молекулы бензола (ФРГ, 1964 г.), выпущенная к столетию открытия формулы бензола.
Тогда первый же теоретический вывод (до «практики» оставалось более 2 тысяч лет) должен быть таким: вряд ли все эти мельчайшие «детали мирового конструктора» одинаковые; скорее всего, их много разных (хотя и не ясно — сколько).
И значит, с помощью этих «простых деталей» можно пытаться сконструировать окружающие нас сложные тела.
В этой теории строения вещества, несмотря на её кажущуюся парадоксальность, есть стройность. Как из 12 нот хроматической гаммы можно создать бесконечное разнообразие музыкальных произведений, из трёх основных цветов — тысячи и тысячи оттенков, а из двух-трёх десятков букв — всю мировую художественную и научную литературу, так и из нескольких первоначал-элементов создаётся весь видимый мир. Именно так представлял себе устройство мира современник Анаксагора Демокрит (около 460-371 до н. э.). Демокрит происходил из богатой семьи и получил прекрасное образование.
Но, отказавшись от наследства в пользу братьев, он отправился в длительное путешествие, посетив наиболее цивилизованные страны его времени, в том числе Египет, Вавилон, Индию. Беседы с учёными разных стран чрезвычайно обогатили мировоззрение Демокрита.
Большое влияние на него оказал также учитель, греческий философ Левкипп (около 500-440 до н. э.). Левкипп впервые ввёл в философию понятие атома (по-гречески atomos — «неделимый»; это слово составлено из отрицательной приставки «а» и греческого слова tome — «рассечение»; тот же корень присутствует в слове «томография» — так называют метод получения компьютерных «срезов» человека, когда на экране слой за слоем становится видно внутреннее строение его органов).
Итак, философы древности разработали две принципиально разные теории об устройстве мира. Первая заключалась в непрерывности всех вещей, вторая — в их прерывности.
В соответствии с первой теорией, все тела «сплошные»: как бы глубоко мы в них ни проникали, никаких пустот в них не обнаружим.
Вторая теория, которая получила название атомистической, предполагала, что тела скорее «зернистые», чем сплошные. С древних времён до нас дошло такое рассуждение.
Яблоко легко разрезать пополам.
Каждую половинку также несложно снова разрезать пополам и получить четыре четвертинки, а затем и восьмушки.
Еще через три-четыре деления обычным ножом кусочки яблока уже не разрежешь.
Однако будем продолжать этот процесс мысленно. И тогда возникает вопрос: такой процесс деления (любого тела, конечно, а не только яблока) можно продолжать бесконечно, получая всё более и более мелкие частицы?
Или же на каком-то этапе мы получим столь крошечные тельца, которые дальше уже в принципе разделить нельзя? В этом случае материя будет не сплошной, а зернистой, состоящей из крошечных зёрнышек-атомов.
Вопрос о том, как в принципе устроены все вещества, был одним из главных вопросов, занимавший философов в течение многих веков.
Заполняет ли вещество, из которого состоят физические тела, сплошь всё пространство или вещество состоит из отдельных мельчайших частиц, находящихся на некотором расстоянии друг от друга?
Если мы примем вторую точку зрения, то станем сторонниками атомистической теории. Эту идею Левкиппа об атомах и развил Демокрит.
Он не считал, что все тела «сплошные».
По его мнению, они состоят из множества мельчайших частичек-атомов, разделённых пустым пространством. Эту теорию сейчас назвали бы дискретной (отлат.
discretus — «прерывистый», «состоящий из отдельных частей»).
Разных атомов, по Демокриту, существует бесконечное множество.
Каждый атом является абсолютно твёрдым телом (иначе его можно было бы разделить на части!
) и имеет определённую неизменную форму. Так что форма у атома есть, а «частей», из которых он состоит, — нет. Будучи абсолютно твёрдым, никакой атом не может измениться.
Поэтому атомы существовали всегда, они не могут ни возникнуть, ни исчезнуть.
Значит, мир не имеет ни начала, ни конца.