det är lika lätt att räkna atomier som att lösa en älskares förslag.
tanken att materia består av atomer är genomgripande i modern kultur, även om ingen någonsin har sett dem direkt. En av de bästa och mest intressanta bilderna vi har producerades 1989. Det erhölls genom ett skanningstunnelmikroskop vid IBM Almaden Research Center i San Jose, Kalifornien. En stråle av xenonatomer sköts på en kyld nickelkristall, och atomerna som fastnat på kristallen manipulerades av mikroskopets sond in i mönstret som visas nedan:
”IBM” stavas ut i 35 atomer. Med tillstånd av IBM.
skivning och tärning Materia
atomernas verklighet svarar på en grundläggande fråga som är enkel att rama in: Om något materiellt föremål skärs i mindre och mindre bitar, skulle det finnas någon gräns, varefter inga ytterligare skärningar kunde göras, eller skulle materialet vara oändligt skärbart?
Forntida Greker. Används med tillstånd från Sidney Harris.
för att komma till hjärtat av denna fråga måste vi gå tillbaka, tillbaka, tillbaka. Hur långt? Som många wags har föreslagit, ” de gamla grekerna tänkte på allt först.”Atomer är ett typexempel.
Leucippus (femte århundradet f. Kr.). Från Wikimedia Commons, användare Jean-Jacques MILAN.
Democritus (460 FVT-370 FVT). Av Antoine Coypel (1661-1722). Från Wikimedia Commons, användar f.
DEMOCRITUS: Materia är diskontinuerlig
Democritus (460 FVT—370 FVT) föddes i norra Grekland, i Abdera. Han undervisades av Leucippus, och många av hans och Leucippus tankar är så sammanvävda att de är svåra att skilja. Som ung man reste Democritus mycket och spenderade mycket av sitt arv från en rik far. Han besökte Asien, Etiopien, Indien och tillbringade lång tid i Egypten. Democritus skrifter har inte överlevt intakt, så det finns bara sekundära källor för att hjälpa till att förmedla hans tankar.
jag är den mest reste av alla mina samtida; jag har utökat mitt undersökningsområde bredare än någon annan; jag har sett fler länder och klimat och har hört fler tal av lärda män.1
även om han var praktiskt taget okänd i Aten (han åkte dit en gång för att besöka Anaxagoras och ignorerades), hans elever och grannar i Abdera betraktade honom högt eftersom han alltid var glad och redo att se den humoristiska sidan av livet. Han kallades ” skrattande filosof.”Han och Leucippus var materialister genom att de letade efter mekanistiska förklaringar av fenomen snarare än djupare orsaker. De tyckte att uppfattningen genom sinnena var så subjektiv att den var opålitlig, så de diskonterade observationer som relevanta bevis.
Democritus (och i förlängningen Leucippus) svarade på den grundläggande frågan om delbarhet av materia genom att postulera förekomsten av en oskärbar enhet som kallas en atom (grekiska a = ”Inte”, tomos = ”att skära”) som materiens grundläggande enhet.
de första principerna i universum är atomer och tomt utrymme; allt annat tros bara existera.2
Aristoteles (384 FVT-322 FVT). Av Raphael (1483-1520). Från Wikimedia Commons, användare Dencey~commonswiki.
Aristoteles: Materia är kontinuerlig
Aristoteles (384-322 FVT) föddes i den lilla staden Stagira i nordöstra Grekland, och han studerade vid Platons akademi i Aten, där han började vid ungefär sjutton års ålder. Platon (427-347 FVT) var i sin tur en student av Sokrates (469-399 FVT). Efter Platons död lämnade Aristoteles Aten i ungefär tolv år. Under den tiden undervisade han ungdomar som fortsatte att bli kungar, inklusive Alexander (Den Store). När han återvände till Aten omkring 335 f.Kr. etablerade Aristoteles en skola som heter Lyceum.
Aten var Greklands kulturella nav och innehöll en tradition av diskussion om alla frågor stora och små. Aristoteles och hans elever gick när de pratade, tjäna dem titeln ”Peripatetic filosofer.”Även om Aristoteles kom överens med Platon om många saker, hade han och Platon också betydande meningsskiljaktigheter. Platons resonemang var till exempel deduktivt genom att det gick från Allmänna principer till specifika fall. Till exempel har alla stolar fyra ben, därför har denna stol fyra ben. Å andra sidan var Aristoteles resonemang induktivt genom att det breddades från det specifika till det allmänna. Till exempel har jag sett fem bord, som alla har fyra ben. Därför har alla bord fyra ben. Aristoteles betoning på detaljer ledde honom att göra systematiska observationer om levande saker, särskilt marint liv, som satte biologi på en sund grund som varade i århundraden.
Aristoteles uppfann och systematiserade logik som ett verktyg för vetenskaplig undersökning. Den övergripande vetenskapliga processen som Aristoteles använde var en noggrann observation, följt av logiskt resonemang om orsaker. Trots hans utomordentligt omfattande stipendium som lade grunden för många intellektuella sysslor under sin egen tid och långt därefter, gjorde även en man så uppfattande som Aristoteles överraskande några fel. Hans analyser av rörelse i allmänhet och planetrörelse i synnerhet var båda bristfälliga, vilket ledde till senare svårigheter, som vi kommer att se i efterföljande kapitel. Ett särskilt fel verkar ganska uppenbart, nämligen:
män har fler tänder än kvinnor när det gäller män, får, getter och svin.3
med sin betoning på noggrann observation har många undrat varför Aristoteles inte bara räknade tänderna hos båda könen och gjorde en riktig jämförelse.
mer än tvåhundra avhandlingar krediteras Aristoteles. De trettio överlevande verken misstänks vara grova föreläsningsanteckningar, kanske till och med tagna av studenter och inte avsedda för publicering. De flesta av dessa förlorades ett tag men översattes senare till arabiska och analyserades i stor utsträckning av muslimska forskare. Vissa tror att Aristoteles var den sista personen som visste allt som kunde vara känt när han bodde.
Aristoteles hjärna. Används med tillstånd från Sidney Harris.
när man analyserar frågan om materiens grundläggande beståndsdelar, kommer Aristoteles helt och hållet mot att det finns någon minsta enhet:
det finns inte heller en minsta del av det som är litet, men det finns alltid en mindre (för det är omöjligt att det som ska upphöra att vara). På samma sätt finns det alltid något större än det som är stort.4
Aristoteles tanke Materia gjordes av de fyra elementen som föreslagits av en av hans föregångare, som heter Empedocles, som identifierade dem som eld, luft, jord och vatten. Aristoteles lade till ytterligare ett element, utomhennes material av himmelska kroppar.
Aristoteles element. Den här filen kommer från Wellcome Images, En webbplats som drivs av Wellcome Trust, en global välgörenhetsstiftelse baserad i Storbritannien. Från Wikimedia Commons, användar f.
DEMOCRITUS kontra Aristoteles
det finns inga uppgifter om Democritus och Aristoteles någonsin har träffat, men Aristoteles kände till Democritus och hans tankar och argumenterade kraftfullt mot dem. En av hans avhandlingar fick titeln ”On Democritus”, men tyvärr överlever bara kommentarer.
här är ett exempel på Aristoteles argument mot atomteorin om Democritus:
han (Democritus) tillskriver genesis och separationen motsatt den inte bara till djur utan också till växter och världar, och omfattande till alla förnuftiga kroppar. Om, då, genesis är en kombination av atomer, och förstörelse separation av dem, då även enligt Democritus ”genesis” måste vara förändring av kvalitet. Empedocles säger faktiskt också att det som kommer till är inte detsamma, utom i natura, med det som har förgått, och ändå säger Alexander att Empedocles antar existensen av kvalitetsförändring, inte att bli till. Ska vi då säga att allt består av odelbara ämnen? Vissa tänkare gav faktiskt plats för båda argumenten. Till argumentet att alla saker är en om att vara betyder en sak, medgav de att icke-varelse är; till det från bisektion gav de sig genom att placera atomära storheter. Men uppenbarligen är det inte sant att om varelsen betyder en sak och inte samtidigt kan betyda det motsägelsefulla i detta, kommer det inte att finnas något som inte är det, för även om det inte kan vara utan kvalifikation, finns det ingen anledning till att det inte borde vara ett särskilt icke-varelse. Att säga att allt kommer att vara ett, om det inte finns något förutom att vara sig själv, är absurt. För vem förstår att ”vara sig själv” är allt annat än ett visst ämne? Men om detta är så finns det inget som hindrar att det finns många varelser, som sagt. Det är då helt klart omöjligt att vara en i den meningen.5
även om detta kan verka befuddling för oss, kanske det var mer meningsfullt på Aristoteles tid.
Aristoteles lärare, Platon, sägs vara ännu mer extrem i sitt motstånd mot Democritus. Även om Platons skrifter aldrig nämnde Democritus vid namn, Aristoteles elev, Aristoxenus, skrev att Platon ville bränna Democritus böcker, men de var för utbredda för att hans ide skulle lyckas. Ironiskt nog är den främsta anledningen till att vi vet om Democritus tankar på grund av deras omnämnande i Aristoteles elevers skrifter. Sedan Aristoteles undervisade i Aten och hade många studenter och anhängare, skulle hans ideer ha vunnit någon popularitetstävling med Demokritos.
bonusmaterial: Aristoteles / Democritus Internet intervju. Se för att gräva djupare för detaljer.
och vinnaren är …
egentligen var varken Democritus eller Aristoteles helt korrekt.
i den moderna uppfattningen är materia gjord av små enheter, vanligtvis molekyler. Molekyler är i sin tur gjorda av atomer, men dessa atomer är inte odelbara, som Democritus trodde. Atomer har ett yttre moln av negativt laddade elektroner som rör sig runt en positivt laddad kärna. Kärnan innehåller positivt laddade protoner och neutrala neutroner. Ingen av dessa är dock grundläggande partiklar. De är i sin tur gjorda av ännu mindre partiklar som kallas kvarkar. Och kvarkar är gjorda av … Ja, Vi vet inte ännu. Vidare, till skillnad från situationen i antikens Grekland, kräver dagens vetenskapliga ideer stöd av experimentella bevis, som kan bli ganska involverade, för att inte säga något om kostnaden för att utföra experiment för att erhålla sådana bevis.
ideer var av största vikt i den grekiska tiden, men det fanns inget system för kontroll och balans i vetenskapen som det fungerar i den moderna världen. Nästa kapitel tar oss med på en ibland smärtsam resa mot det moderna systemet.
filosof-forskare. Används med tillstånd från Sidney Harris.