原子理論
名詞解釋
原子理論(英語:Atomic theory)是物理學與化學中有關物質本質的科學理論。與物質無限可分的概念相反,依據原子理論,物質是由一個個離散單元原子所構成。
原子起初是自然哲學中的概念。西方對於原子的稱呼來自於古希臘語的ατομος(意為「不可分割的」)。而中文中,原子早前的譯名「莫破」也來源於此 。原子這一概念由於與基督教教義牴觸一度被棄置,直到近代才被重拾。
18世紀末,在化學領域裡,人們發現物質在化學變化過程中一系列可確切描述的規律。這為原子理論成為一個科學理論提供了實驗依據。19世紀初,道爾頓提出了他的原子理論來解釋化學中的現象。而有關原子是否真實存在的爭論,直到20世紀初愛因斯坦從分子運動論角度解釋布朗運動,並得到實驗驗證後,才真正得到肯定答案。
19世紀末至20世紀初,物理學家通過一系列與電磁學和放射性有關的實驗發現,原本認為「不可分割」的原子實際上是由一系列的亞原子粒子(主要有電子、質子和中子)構成的,而這些粒子可以各自獨立存在。由於原子被發現是可分的,物理學家隨即引入了一個新術語「基本粒子」以描述原子各個組分。20世紀上半葉,伴隨着對於原子結構認識的深入以及物理學界的量子革命,現代原子理論模型被逐步建立起來。
哲學中的原子論
古代哲學中的原子論
自然哲學中的原子論在許多文化中都有記述。中國的墨子曾提出物質分割到一定程度就不能再分割下去了。而在西方,關於原子的哲學概念可以追溯至古希臘的哲學家,如德謨克利特、留基伯、伊壁鳩魯。古印度也存在原子論者,如耆那教開創者大雄。而古希臘的和古印度的原子論之間的關係,是各自獨立出現還是彼此間有影響,仍存在爭議。
原子論者認為世界是由兩個基本部分,原子和虛空,組成。原子是不可破壞並且不會變化的,並且存在有無數種具有不同形狀和大小的原子。它們在虛空中運動,互相碰撞。有時多個原子可能會形成一個集群,而宏觀世界物質的多樣性來源於集群內部原子的種類及排列方式不同。
原子概念的重拾
古希臘哲學中的原子概念由於其與基督教中認為上帝是肉體和靈魂的創造者的理念相抵而被棄置數個世紀。期間偶有恢復原子論的嘗試,但都在教會的高壓下失敗。15世紀初,古希臘原子論著作殘片被發現,被意大利學者帶回意大利傳抄,於15世紀下半葉出版,並於17世紀被譯成法語、英語廣為流傳。「原子」作為一個自然哲學概念,在皮埃爾·伽桑狄、弗朗西斯·培根、羅伯特·波義耳、伽利略·伽利萊等人的努力下得以重拾。
艾薩克·牛頓是一個原子論者,並將原子這一概念引入他的科學研究。他對於質量給出定義,提出了物質組成粒子說、光的微粒說以及質點和質點系等理論模型,這都與他對於原子論的信仰有關。牛頓將原子論運用於科學研究,這也是後世科學研究中對於原子論利用的發端。
18世紀,羅傑·博什科維奇基於牛頓的粒子說和力的概念以及萊布尼茨的單子論提出了他的原子論。他提出了原子間的相互作用力與它們間距離的波動關係,並提出了相互作用力的數學模型。博斯科維克的原子論被後世廣泛運用,例如對於構成化合物的粒子為何能被分開的解釋。
參考文獻
- ↑ 中國漢字是怎樣起源的?源始於殷商?文字有600年的歷史?,搜狐,2022-09-15
- ↑ 揭秘中國最古老的文字是來源圖畫還是記號?,搜狐,2017-06-05