Filslov.ru - Философия как предмет науки

Атом (греч. — неделимое) — мельчайшая частица вещества, обладающая свойствами соответствующего химического элемента. Атом, будучи целостным материальным образованием, «химическим индивидуумом» (Менделеев), вместе с тем представляет собой сложную систему, которая может быть разложена на более простые частицы — на атомное ядро (см.) и электроны. Одинаковые или различные атомы, связываясь друг с другом, образуют более сложные частицы — молекулы. Таким образом, атом представляет собой определённую ступень в ряде усложняющихся форм материи. Физические и химические свойства атома — его размер, валентность, способность излучать определённый спектр, электрическая поляризуемость и др.— определяются структурой атома и происходящими в нём процессами. Вместе с тем в известных пределах эти ' свойства изменяются в зависимости от тех физических условий, в которых атом существует, в частности в зависимости от того, - в какую, притом более сложную, систему входит атом.

Взгляд на атом, как на целостный, качественно своеобразный микроскопический материальный объект, вместе с тем обладающий сложным строением, был впервые сформулирован Ф. Энгельсом и в дальнейшем развит В. И. Лениным. Такое диалектико-материалистическое воззрение на атом в корне противоположно метафизическому представлению о нём как об абсолютно неизменной и неделимой частице, представлению, господствовавшему среди естествоиспытателей до конца XIX в. Диалектический материализм (см.) вообще исключает мысль о существовании простейших конечных элементов материи, «кирпичей мироздания». В противоположность большинству естествоиспытателей своего времени, рассматривавших атом как некий абсолютный предел делимости материи, Энгельс писал: «...атомы отнюдь не являются чем-то простым, не являются вообще мельчайшими известными нам частицами вещества». По Энгельсу, атом представляет собой лишь звено в бесконечном ряду форм материи. Передовые физики и химики конца XIX в., например Д. И. Менделеев (см.), также склонялись к признанию сложного строения атома.

Революция в физике конца XIX и начала XX в. — открытие электронов, рентгеновых лучей и в особенности радиоактивности — полностью подтвердила положение о сложности атома. Атом стали представлять в виде сложной системы, состоящей из положительно заряжённого ядра и обращающихся вокруг него отрицательно заряжённых частиц — электронов. Однако составляющие атом частицы по-прежнему рассматривались физиками как последние частицы материи, как элементарные частицы. Против этих метафизических представлений выступил В. И. Ленин. «...И если вчера, — писал Ленин о новых открытиях в физике,— это углубление не шло дальше атома, сегодня — дальше электрона и эфира, то диалектический материализм настаивает на временном, относительном, приблизительном характере всех этих вех познания природы прогрессирующей наукой человека. Электрон так же неисчерпаем, как и атом...».

Учение об атоме прошло несколько этапов развития. В древности оно было гениальной догадкой, в XVIII в. стало научной гипотезой, а в последней трети XIX в. превратилось в научную теорию. Древние атомисты— Левкипп, Д емокрит (см.), Эпикур (см.), Лукреций Кар (см.) — представляли себе атомы как мельчайшие, абсолютно неделимые частицы материи. Атомы, по их представлению, бескачественны, абсолютно непроницаемы и различаются только по величине и форме. Атомы разделены пустым пространством, в котором они движутся.

Большие тела суть клубки сцепившихся атомов. Свойства тел зависят от рода составляющих их атомов и расположения последних. Основные представления древних были восприняты наукой нового времени, которая в качестве существенного свойства атомов стала рассматривать (помимо непроницаемости и неделимости) также инертность, т. е. способность сохранять приобретённое движение. Различие химических элементов стали сводить к различию составляющих их атомов. Однако изложенные представления об атомах не могли служить основой химии и физики, так как они не содержали каких-либо конкретных характеристик атома, на основании которых можно было бы объяснять различие физико-химических свойств веществ.

Основоположником научной атомистики является М. В. Ломоносов (см.). В высказываниях Ломоносова содержатся идеи, которые были затем развиты и конкретизированы в химии XIX в. Атомы стали рассматриваться как мельчайшие частицы химических элементов, наделённые определёнными химическими свойствами — способностью вступать в соединения с атомами других элементов в строго определённом количестве (закон постоянных и кратных отношений). Определяющим отличительным свойством (признаком) химического атома стала масса (атомный вес). Развитие физики XIX в. привело к открытию характерных докторов, излучаемых атомами каждого элемента (раскаленными газами).

На основе кинетической теории газов было доказано, что атомы имеют определённые размеры (примерно около одной стомиллионной сантиметра). В XIX в. была также доказана истинность высказанной ещё Ломоносовым мысли, что атомы как одинаковые, так и различные соединяются в сложные частицы — молекулы. Огромное значение в развитии атомистики сыграло учение о строении молекул — теория химического строения, созданная русским химиком А. М. Бутлеровым (см.). Эта теория доказала, что свойства молекул зависят не только от их состава, но и от характера связей атомов в молекуле, в частности от пространственного расположения атомов. Однако подавляющее большинство физиков и химиков продолжало считать атомы неизменными, а их свойства Необъяснимыми.

Связи между различными элементами не были установлены. Число различных видов атомов также считали случайным. Только открытие периодического закона Менделеевым доказало, что виды атомов представляют собой различные формы единой материи, физико-химические свойства которых закономерно изменяются от одного элемента к другому. Открытие периодического закона явилось поворотным пунктом в истории естествознания. Перед наукой встала проблема — объяснить свойства вещества на основе конкретной теории строения атома. Открытие в начале XX в. того факта, что атом представляет собой сложную систему частиц, * противоречило факту чрезвычайной устойчивости атома. Несмотря на то, что атом испытывает сотни миллионов столкновений в секунду, он при столкновениях обычно не изменяет своих свойств— система атома оказывается «сверх устойчивой ». Этот факт не находил никакого объяснения в классической физике. Только квантовая механика (см.), разработанная в 20-х годах XX в., сумела объяснить, каким образом ядро атома и совокупность связанных электронов могут образовать единую качественно своеобразную и устойчивую частицу— атом.

Это объяснение основано на открытой в 1924 г. двойственной природе микроскопических объектов — электронов, атомных ядер, атомов и т. д. Двойственная природа микрообъектов состоит в том, что они в своём движении обнаруживают некоторые свойства и частиц и волн; действуя (например, при столкновениях) как целое, как частица, микрообъект вместе с тем проявляет волновые свойства, его движение зависит от физических условий во всей системе, к которой он принадлежит. Исходя из теории, основанной на положении о двойственной природе микрочастиц, современной физике удалось объяснить не только устойчивость атома, скачкообразность изменения его состояний (так называемое квантование энергии и некоторых других величин, характеризующих состояния атома), но и способность атомов соединяться в более сложные системы — в молекулы, кристаллы и т. д., в свою очередь представляющие целостные образования. Открытия физики за последние 20 лет полностью подтвердили указание Ленина на неисчерпаемость электрона. Было доказано, что так называемые «элементарные» частицы — электроны, позитроны, фотоны и др. — способны превращаться друг в друга, что их свойства изменяются при изменении условий их существования.

Физика даёт бесспорные и непосредственные свидетельства реального существования атомов, молекул и других микрообъектов. В настоящее время можно не только заснять следы движения заряжённых микрочастиц, но и непосредственно наблюдать очень крупные молекулы (в электронный микроскоп). Тем самым наука опровергла утверждения идеалистов, отрицавших реальность атомов и заявлявших, что атомистика есть лишь «рабочая гипотеза». Современная физика опровергает также и реакционные утверждения «физических» идеалистов о непознаваемости свойств мельчайших частиц. Современное учение об атоме является основой не только физики, но и техники. На основе физики атома и атомного ядра созданы новые отрасли промышленности. Советская физическая наука указывает пути создания новых материалов с заранее предопределёнными свойствами и тем самым открывает широкие перспективы для социалистического производства. Однако учение об атоме нельзя считать завершённым. В центре внимания современной физики находится проблема атомного ядра и «элементарных» частиц.