Le atom tro na linntean - pàirt 1

Thathas gu tric a’ toirt iomradh air an linn mu dheireadh mar “aois an atom”. Aig an àm sin nach eil ro fhada air falbh, chaidh dearbhadh mu dheireadh gu robh na “breigichean” a tha a’ dèanamh suas an t-saoghal mun cuairt oirnn, agus chaidh na feachdan a bha nan tàmh annta a leigeil ma sgaoil. Tha eachdraidh fhada aig a’ bheachd air an atom fhèin, ge-tà, agus chan urrainnear an sgeulachd mu eachdraidh eòlas air structar stuth a thòiseachadh air dhòigh eile seach le faclan a’ toirt iomradh air àrsachd.

1. Criomag de fresco Raphael "The School of Athens", a 'sealltainn Plato (air an làimh dheis, tha feartan Leonardo da Vinci aig an fheallsanaiche) agus Aristotle

"Aosda mar-thà..."

... thàinig feallsanaich chun a 'cho-dhùnaidh gu bheil nàdar gu lèir a' gabhail a-steach mìrean beaga do-chreidsinneach. Gu dearbh, aig an àm sin (agus airson ùine mhòr às deidh sin) cha robh cothrom aig luchd-saidheans na barailean aca a dhearbhadh. Cha robh annta ach oidhirp air beachdan nàdair a mhìneachadh agus a’ cheist a fhreagairt: “Am faod cùis crìonadh gu bràth, no a bheil crìoch air an sgaradh?«

Chaidh freagairtean a thoirt seachad ann an diofar chearcaill chultarail (gu sònraichte anns na seann Innseachan), ach thug sgrùdaidhean feallsanachd Grèigeach buaidh air leasachadh saidheans. Ann an cùisean saor-làithean na bliadhna an-uiridh de "Teicneòlaiche Òg", dh'ionnsaich luchd-leughaidh mu eachdraidh nan linntean a dh'aois mu lorg eileamaidean ("Cunnartan leis na h-eileamaidean", MT 7-9/2014), a thòisich cuideachd anns an t-Seann Ghrèig. Air ais anns an XNUMXmh linn RC, chaidh a 'phrìomh phàirt bhon deach stuth (eileamaid, eileamaid) a thogail a lorg ann an diofar stuthan: uisge (Thales), adhair (Anaximenes), teine ​​(Heraclitus) no talamh (Xenophanes).

Rèitich Empedocles iad uile, ag ràdh nach eil a 'chùis sin a' gabhail a-steach aon, ach ceithir eileamaidean. Chuir Aristotle (1mh linn RC) stuth math eile ris - ether, a tha a 'lìonadh a' chruinne-cè gu lèir, agus dh'ainmich e comasachd cruth-atharrachadh a dhèanamh air eileamaidean. Air an làimh eile, chaidh an Talamh, a tha ann am meadhan na cruinne, fhaicinn leis na speuran, a bha an-còmhnaidh gun atharrachadh. Taing do ùghdarras Aristotle, bhathas den bheachd gu robh an teòiridh seo mu structar a 'chùis agus an t-iomlan ceart airson còrr is dà mhìle bliadhna. Thàinig e gu bhith, am measg rudan eile, na bhunait airson leasachadh alchemy, agus mar sin ceimigeachd fhèin (XNUMX).

2. Busta Democritus Abdara (460-370 RC)

Ach, chaidh beachd-bharail eile a leasachadh aig an aon àm. Bha Leucippus (XNUMXmh linn BC) den bheachd gu bheil stuth air a dhèanamh suas de mìrean glè bheag a’ gluasad ann am falamh. Chaidh beachdan an fheallsanaiche a leasachadh leis an oileanach aige - Democritus of Abdera (mu 460-370 RC) (2). Dh’ ainmich e na “blocaichean” a tha a’ dèanamh suas dadaman stuth (atoos Grèigeach = do-roinnte). Bha e ag argamaid gu bheil iad do-roinnte agus gun atharrachadh, agus gu bheil an àireamh aca anns a 'chruinne-cè seasmhach. Bidh Atoms a’ gluasad ann am falamh.

Cuin dadaman tha iad ceangailte (le siostam dubhan agus sùilean) - tha gach seòrsa de chuirp air an cruthachadh, agus nuair a tha iad air an sgaradh bho chèile - tha na cuirp air an sgrios. Bha Democritus den bheachd gu bheil iomadh seòrsa dadaman ann gun chrìoch, eadar-dhealaichte ann an cumadh agus meud. Bidh feartan dadaman a’ dearbhadh feartan stuth, mar eisimpleir, tha mil milis air a dhèanamh suas de dadaman rèidh, agus tha fìonag searbh air a dhèanamh suas de fheadhainn uilleach; bidh cuirp geala a’ cruthachadh dadaman rèidh, agus bidh cuirp dubha a’ cruthachadh dadaman le uachdar garbh.

Tha an dòigh anns a bheil stuth ceangailte cuideachd a’ toirt buaidh air feartan stuth: ann an solidan, tha dadaman gu math faisg air a chèile, agus ann am bodhaigean bog tha iad suidhichte gu fuasgailte. Is e brìgh bheachdan Democritus an aithris: "Gu dearbh, chan eil ann ach falamh agus dadaman, tha a h-uile càil eile na mhealladh."

Anns na linntean às deidh sin, chaidh beachdan Democritus a leasachadh le feallsanaich às deidh a chèile, lorgar cuid de dh’ iomraidhean ann an sgrìobhaidhean Plato. Epicurus - aon de na luchd-leantainn - eadhon a 'creidsinn sin dadaman tha iad air an dèanamh suas de cho-phàirtean eadhon nas lugha ("mìrean bun-sgoile"). Ach, chaidh an teòiridh atamach mu structar stuth a chall gu na h-eileamaidean de Aristotle. Chaidh an iuchair - mar-thà an uairsin - a lorg ann an eòlas. Gus an robh innealan ann gus dearbhadh gu robh dadaman ann, bha e furasta sùil a thoirt air cruth-atharrachaidhean eileamaidean.

Mar eisimpleir: nuair a chaidh uisge a theasachadh (eileamaid fuar is fliuch), fhuaradh èadhar (smùid teth is fliuch), agus dh'fhuirich ùir aig bonn an t-soithich (sileadh fuar is tioram de stuthan a chaidh a sgaoileadh ann an uisge). Chaidh na feartan a bha a dhìth - blàths agus tiormachd - a thoirt seachad le teine, a bha a 'teasachadh an t-soithich.

Invariance agus seasmhach àireamh dadaman bha iad cuideachd a’ dol an aghaidh bheachdan, leis gun robhar a’ smaoineachadh gun do nochd microbes “a-mach à dad” chun XNUMXmh linn. Cha tug beachdan Democritus bunait sam bith airson deuchainnean alceimiceach co-cheangailte ri cruth-atharrachadh mheatailtean. Bha e duilich cuideachd smaoineachadh agus sgrùdadh a dhèanamh air measgachadh neo-chrìochnach de sheòrsan dadaman. Bha coltas gu robh an teòiridh bunasach tòrr na bu shìmplidh agus mhìnich e an saoghal mun cuairt nas cinntiche.

3. Dealbh de Raibeart Boyle (1627–1691) le J. Kerseboom.

Tuiteam agus ath-bhreith

Fad linntean, tha teòiridh atamach air seasamh air leth bho shaidheans prìomh-shruthach. Ach, cha do chaochail i mu dheireadh, thàinig a beachdan beò, a 'ruigsinn luchd-saidheans Eòrpach ann an cruth eadar-theangachaidhean feallsanachail Arabach de sheann sgrìobhaidhean. Le leasachadh eòlas daonna, thòisich bunaitean teòiridh Aristotle a 'crìonadh. Bha an siostam heliocentric aig Nicolaus Copernicus, a’ chiad amharc air supernovae (Tycho de Brache) ag èirigh bho àite sam bith, lorg laghan gluasad nam planaidean (Johannes Kepler) agus monaidhean Jupiter (Galileo) a’ ciallachadh gun robh sin anns an t-siathamh agus an t-seachdamh linn deug. linntean, sguir daoine de bhith beò fo na speuran gun atharrachadh o thoiseach an t-saoghail. Air an talamh cuideachd, b 'e deireadh beachdan Aristotle.

Cha tug oidhirpean alchemists o chionn linntean na toraidhean ris an robh dùil - cha do thionndaidh iad meatailtean àbhaisteach gu òr. Bha barrachd is barrachd luchd-saidheans a 'ceasnachadh an robh na h-eileamaidean fhèin ann, agus chuimhnich iad air teòiridh Democritus.

4. Dhearbh an deuchainn ann an 1654 le leth-chruinnean Magdeburg gu robh falamh agus cuideam àile ann (chan urrainn dha 16 each na leth-chruinnean faisg air làimh a bhriseadh às an deach èadhar a phumpadh a-mach!)

Thug Raibeart Boyle ann an 1661 mìneachadh practaigeach air eileamaid cheimigeach mar stuth nach gabh a bhriseadh sìos na cho-phàirtean le mion-sgrùdadh ceimigeach (3). Bha e den bheachd gu bheil stuth air a dhèanamh suas de mhìrean beaga, cruaidh agus do-roinnte a tha eadar-dhealaichte ann an cumadh agus meud. A 'tighinn còmhla, bidh iad a' cruthachadh mholacilean de choimeasgaidhean ceimigeach a tha a 'dèanamh suas stuth.

Canar Boyle ris na mìrean beaga bìodach corpuscles, no “corpuscles” (beagan den fhacal Laideann corpus = corp). Chan eil teagamh nach robh buaidh aig beachdan Boyle air innleachd a’ phump falamh (Otto von Guericke, 1650) agus leasachadh air pumpaichean piston airson èadhar a dhlùthadh. Thathas a’ dearbhadh gu bheil falamh ann agus an comas air an astar atharrachadh (mar thoradh air teannachadh) eadar mìrean èadhair a thaobh teòiridh Democritus (4).

Bha an neach-saidheans as motha aig an àm, Sir Isaac Newton, cuideachd na neach-saidheans atamach. (5). Stèidhichte air beachdan Boyle, chuir e air adhart beachd-bharail mu bhith a 'ceangal a' chuirp gu cumaidhean nas motha. An àite an t-seann shiostam de shùilean is dubhan, bha an ceangal - ciamar eile - le grabhataidh.

5. Dealbh Shir Isaac Newton (1642-1727), le G. Kneller.

Mar sin, dh'aonaich Newton na h-eadar-obrachaidhean anns an Cruinne-cè gu lèir - bha aon fheachd a 'cumail smachd air gluasad nam planaidean agus structar nam pàirtean as lugha de stuth. Bha an neach-saidheans den bheachd gu bheil solas cuideachd a’ toirt a-steach corpuscles.

An-diugh tha fios againn gu robh e "leth dheis" - tha mòran eadar-obrachadh eadar rèididheachd agus stuth air a mhìneachadh le sruthadh photons.

Thig ceimigeachd a-steach

Suas gu faisg air deireadh an XNUMXmh linn, bha dadaman mar roghainn aig fiosaichean. Ach, b’ e an tionndadh ceimigeach a thòisich Antoine Lavoisier a thug air a’ bheachd air structar gràineach stuth ris an robhar a’ gabhail ris san fharsaingeachd.

Le bhith a 'lorg structar iom-fhillte nan seann eileamaidean - uisge agus èadhar - mu dheireadh chuir e cùl ri teòiridh Aristotle. Aig deireadh an XNUMXmh linn, cha do dh'adhbhraich lagh glèidhteachais tomad agus an creideas ann an neo-chomasachd cruth-atharrachadh eileamaidean gearanan. Tha lannan air a thighinn gu bhith nan uidheamachd àbhaisteach anns an obair-lann ceimigeach.

6. Iain Dalton (1766-1844)

Mar thoradh air a bhith ga chleachdadh, chaidh mothachadh gu bheil na h-eileamaidean a 'tighinn còmhla ri chèile, a' cruthachadh cuid de choimeasgaidhean ceimigeach ann an cuibhreannan mòra cunbhalach (ge bith dè an tùs a th 'aca - nàdarra no gu h-ealanta - agus an dòigh-obrach synthesis).

Tha an amharc seo air a bhith furasta a mhìneachadh ma tha sinn a’ gabhail ris gu bheil a’ chùis air a dhèanamh suas de phàirtean do-roinnte a tha a’ dèanamh suas aon iomlan. dadaman. Lean neach-cruthachaidh teòiridh ùr an atom, John Dalton (1766-1844) (6), an t-slighe seo. Thuirt neach-saidheans ann an 1808:

1. Tha Atoms do-sheachanta agus do-ruigsinneach (tha seo, gu dearbh, a’ cur às do chomas atharrachaidhean alceimiceach).
2. Tha a h-uile cùis air a dhèanamh suas de atoman do-roinnte.
3. Tha a h-uile dadaman de eileamaid sònraichte an aon rud, is e sin, tha an aon chumadh, tomad agus feartan aca. Ach, tha diofar eileamaidean air an dèanamh suas de dhiofar atoms.
4. Ann an ath-bheachdan ceimigeach, chan eil ach an dòigh air a bhith a 'ceangal atoman ag atharrachadh, às a bheil moileciuilean de choimeasgaidhean ceimigeach air an togail - ann an cuibhreannan sònraichte (7).

B’ e lorg eile, a bha cuideachd stèidhichte air a bhith a’ cumail sùil air cùrsa atharrachaidhean ceimigeach, beachd-bharail an eòlaiche fiosaig Eadailteach Amadeo Avogadro. Thàinig an neach-saidheans chun a 'cho-dhùnaidh gu bheil an aon àireamh de mholacilean anns an aon mheud de ghasaichean fo na h-aon chumhachan (cuideam agus teòthachd). Rinn an lorg seo e comasach foirmlean mòran de choimeasgaidhean ceimigeach a stèidheachadh agus na tomadan a dhearbhadh dadaman.

7. Samhlaidhean atamach a chleachd Dalton (Siostam Ùr Feallsanachd Ceimigeach, 1808)

8. Solaidean platonach - samhlaidhean de atoman de sheann "eileamaidean" (Wikipedia, ùghdar: Maxim Pe)

Cia mheud uair a ghearradh?

Bha nochdadh beachd an atom co-cheangailte ris a 'cheist: "A bheil crìoch air roinneadh cuspair?". Mar eisimpleir, gabhamaid ubhal le trast-thomhas de 10 cm agus sgian agus tòisichidh sinn a 'gearradh nam measan. An toiseach, ann an leth, an uairsin leth ubhal ann an dà phàirt eile (co-shìnte ris a 'gheàrr roimhe), msaa. An ceann beagan thursan, gu dearbh, crìochnaichidh sinn, ach chan eil dad a 'cur bacadh oirnn bho bhith a' leantainn air adhart leis an deuchainn ann am mac-meanmna aon atom? Mìle, millean, is dòcha barrachd?

Às deidh dhuinn ubhal sliseag ithe (dealasach!), Nach tòisich sinn air an àireamhachadh (bidh nas lugha de dhuilgheadas aig an fheadhainn a tha eòlach air bun-bheachd adhartas geoimeatrach). Bheir a 'chiad roinn dhuinn leth de na measan le tighead de 5 cm, bheir an ath ghearradh dhuinn slice le tighead de 2,5 cm, msaa ... 10 feadhainn air am bualadh! Mar sin, chan eil an "slighe" gu saoghal nan dadaman fada.

*) Cleachd sgian le lann gun chrìoch. Gu dearbh, chan eil leithid de rud ann, ach leis gu robh Albert Einstein anns an rannsachadh aige a’ beachdachadh air trèanaichean a’ gluasad aig astar an t-solais, tha cead againn cuideachd - airson adhbharan deuchainn smaoineachaidh - a’ bharail gu h-àrd a dhèanamh.

Ataman platonach

Thug Plato, aon de na h-inntinnean àrsaidh as motha, cunntas air na dadaman anns an robh na h-eileamaidean gu bhith air an dèanamh suas ann an conaltradh Timachos. Bha na cumaidhean sin ann an cruth polyhedra cunbhalach (solaidean Platonach). Mar sin, bha an tetrahedron na atom teine ​​​​(mar an tè as lugha agus as so-leònte), bha an octahedron na atom èadhair, agus bha an icosahedron na atom uisge (tha ballachan de thriantan co-thaobhach aig a h-uile solid). Tha ciùb de cheàrnagan na atom na talmhainn, agus tha dodecahedron de pentagons na atom de dheagh eileamaid - an ether celestial (8).