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

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, сформулировав понятие об атомах. Так представления о строении материи поднялись на новую ступень развития. Это означало наступление следующего этапа высшего развития знаний.

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.

Атомистика

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.