Nrog lub atom mus txog hnub nyoog - part 1
Txheem
Lub xyoo dhau los no feem ntau hu ua "hnub nyoog ntawm lub atom". Lub sijhawm ntawd tsis nyob deb dhau lawm, qhov muaj nyob ntawm "cib" uas ua rau lub ntiaj teb nyob ib puag ncig peb thaum kawg tau ua pov thawj, thiab cov rog dormant hauv lawv raug tso tawm. Lub tswv yim ntawm atom nws tus kheej, txawm li cas los xij, muaj keeb kwm ntev heev, thiab zaj dab neeg ntawm keeb kwm ntawm kev paub txog cov qauv ntawm cov teeb meem tsis tuaj yeem pib ua lwm yam tshaj li cov lus hais txog kev qub txeeg qub teg.
1. Ib feem ntawm Raphael's fresco "Lub Tsev Kawm Ntawv ntawm Athens", piav txog Plato (ntawm sab xis, tus kws tshawb fawb muaj cov yam ntxwv ntawm Leonardo da Vinci) thiab Aristotle
"Tam sim no ..."
… Cov kws tshawb fawb tau xaus lus tias txhua qhov xwm txheej muaj cov khoom me me uas tsis pom zoo. Tau kawg, lub sijhawm ntawd (thiab ntev tom qab ntawd) cov kws tshawb fawb tsis muaj sijhawm los sim lawv cov kev xav. Lawv tsuas yog sim piav qhia qhov kev soj ntsuam ntawm xwm thiab teb cov lus nug: "Puas muaj teeb meem lwj tsis tu ncua, lossis puas muaj qhov kawg ntawm kev sib tsoo?«
Cov lus teb tau muab rau hauv ntau lub voj voog kab lis kev cai (feem ntau hauv Is Nrias teb thaum ub), tab sis kev loj hlob ntawm kev tshawb fawb tau cuam tshuam los ntawm kev tshawb fawb ntawm Greek philosophers. Nyob rau xyoo tas los cov teeb meem nyiaj so koobtsheej ntawm "Young Technician", cov neeg nyeem tau kawm txog keeb kwm ntawm ntau pua xyoo ntawm kev tshawb pom ntawm cov ntsiab lus ("Dangers with the Elements", MT 7-9/2014), uas kuj tau pib hauv Ancient Greece. Rov qab rau xyoo pua XNUMX BC, lub ntsiab lus tseem ceeb ntawm qhov teeb meem (lub ntsiab lus, lub ntsiab lus) tau tsim tau tshawb nrhiav hauv ntau yam khoom: dej (Thales), huab cua (Anaximenes), hluav taws (Heraclitus) lossis lub ntiaj teb (Xenophanes).
Empedocles reconcile lawv tag nrho, tshaj tawm hais tias qhov teeb meem tsis muaj ib tug, tab sis ntawm plaub yam. Aristotle (1st caug xyoo BC) tau ntxiv lwm yam khoom zoo tshaj plaws - ether, uas ua rau tag nrho lub ntiaj teb, thiab tshaj tawm tias muaj peev xwm hloov pauv ntawm cov ntsiab lus. Ntawm qhov tod tes, lub ntiaj teb, nyob rau hauv nruab nrab ntawm lub ntiaj teb, tau pom los ntawm lub ntuj, uas ib txwm tsis hloov. Ua tsaug rau txoj cai ntawm Aristotle, qhov kev xav no ntawm cov qauv ntawm cov teeb meem thiab tag nrho tau suav tias yog qhov tseeb rau ntau tshaj ob txhiab xyoo. Ua, ntawm lwm yam, lub hauv paus rau txoj kev loj hlob ntawm alchemy, thiab yog li ntawd ntawm chemistry nws tus kheej (XNUMX).
2. Bust of Democritus ntawm Abdera (460-370 BC)
Txawm li cas los xij, lwm qhov kev xav tau kuj tau tsim nyob rau hauv parallel. Leucippus (XNUMXth caug xyoo BC) ntseeg tias qhov teeb meem yog tsim los ntawm me me heev txav mus rau hauv lub tshuab nqus tsev. Tus kws tshawb fawb txoj kev xav tau tsim los ntawm nws tus menyuam kawm ntawv, Democritus ntawm Abdera (c. 460-370 BC) (2). Nws hu ua "blocks" uas tsim cov atoms (Greek atomos = indivisible). Nws sib cav hais tias lawv yog indivisible thiab unchanged, thiab hais tias lawv tus naj npawb nyob rau hauv lub ntiaj teb no yog tas mus li. Atoms txav mus rau hauv lub tshuab nqus tsev.
Thaum atoms lawv tau txuas nrog (los ntawm lub kaw lus ntawm hooks thiab ob lub qhov muag) - txhua yam ntawm lub cev raug tsim, thiab thaum lawv sib cais los ntawm ib leeg, lub cev raug rhuav tshem. Democritus ntseeg hais tias muaj ntau yam ntawm atoms infinitely, sib txawv ntawm cov duab thiab loj. Cov yam ntxwv ntawm atoms txiav txim siab cov khoom ntawm ib yam khoom, piv txwv li, qab zib zib ntab muaj cov atoms du, thiab qaub vinegar muaj angular sawv daws yuav; Lub cev dawb tsim cov atoms du, thiab lub cev dub tsim cov atoms nrog qhov ntxhib saum npoo.
Txoj kev sib koom ntawm cov khoom siv kuj cuam tshuam rau cov khoom ntawm cov khoom: hauv cov khoom khib nyiab, cov atoms nruj nreem nyob ib sab, thiab hauv cov mos mos lawv nyob hauv xoob. Lub quintessence ntawm cov kev xav ntawm Democritus yog cov lus: "Qhov tseeb, tsuas muaj qhov khoob thiab atoms, txhua yam yog qhov kev xav tsis zoo."
Nyob rau hauv ib-paus xyoo tom qab, cov kev xav ntawm Democritus tau tsim los ntawm cov kws tshawb fawb ua tiav, qee qhov kev siv kuj pom nyob rau hauv cov ntawv sau ntawm Plato. Epicurus - ib tug ntawm cov successors - txawm ntseeg hais tias atoms lawv muaj cov khoom me me ("cov khoom me me"). Txawm li cas los xij, atomistic txoj kev xav ntawm cov qauv ntawm cov teeb meem poob rau cov ntsiab lus ntawm Aristotle. Tus yuam sij-tam sim no-tau pom hauv kev paub. Txog thaum muaj cov cuab yeej los lees paub qhov muaj nyob ntawm atoms, qhov kev hloov pauv ntawm cov ntsiab lus tau yooj yim pom.
Piv txwv li: thaum dej tau rhuab (txias thiab ntub dej), cua tau txais (kub thiab ntub chav), thiab av tseem nyob rau hauv qab ntawm lub nkoj (txias thiab qhuav nag lossis daus ntawm cov tshuaj yaj nyob rau hauv dej). Cov khoom uas ploj lawm - warmth thiab dryness - tau muab los ntawm hluav taws, uas rhuab lub nkoj.
Invariance thiab tsis tu ncua tus naj npawb ntawm atom lawv kuj tau tawm tsam qhov kev soj ntsuam, vim tias microbes tau xav tias "tawm ntawm tsis muaj dab tsi" mus txog rau xyoo XNUMXth. Cov kev xav ntawm Democritus tsis tau muab lub hauv paus rau kev sim tshuaj alchemical ntsig txog kev hloov pauv ntawm cov hlau. Nws kuj yog ib qho nyuaj rau kev xav thiab kawm txog ntau yam ntawm cov atoms tsis kawg. Lub tsev kawm ntawv theem pib zoo li yooj yim dua thiab tau piav qhia ntau ntxiv txog lub ntiaj teb ib puag ncig.
3. Portrait of Robert Boyle (1627–1691) los ntawm J. Kerseboom.
Caij nplooj zeeg thiab yug dua tshiab
Tau ntau pua xyoo, atomic txoj kev xav tau sawv sib nrug los ntawm kev tshawb fawb tseem ceeb. Txawm li cas los xij, nws tsis tau tuag thaum kawg, nws cov tswv yim tseem muaj sia nyob, mus txog European cov kws tshawb fawb hauv daim ntawv ntawm kev txhais lus Arabic ntawm cov ntawv sau thaum ub. Nrog rau kev txhim kho ntawm tib neeg kev paub, lub hauv paus ntawm Aristotle txoj kev xav tau pib tawg. Lub heliocentric system ntawm Nicolaus Copernicus, thawj qhov kev soj ntsuam ntawm supernovae (Tycho de Brache) tshwm sim los ntawm no qhov twg, qhov kev tshawb pom ntawm txoj cai ntawm kev txav ntawm cov ntiaj chaw (Johannes Kepler) thiab lub hli ntawm Jupiter (Galileo) txhais tau tias nyob rau hauv lub kaum rau thiab kaum xya. centuries, tib neeg ceased nyob rau hauv lub ntuj unchanged txij thaum pib ntawm lub ntiaj teb no. Hauv ntiaj teb, ib yam nkaus, yog qhov kawg ntawm kev xav ntawm Aristotle.
Ntau pua xyoo kev sim ntawm alchemists tsis coj qhov kev xav tau - lawv ua tsis tau zoo los hloov cov hlau zoo tib yam rau hauv kub. Ntau thiab ntau tus kws tshawb fawb tau nug txog qhov muaj nyob ntawm lawv tus kheej, thiab nco txog txoj kev xav ntawm Democritus.
4. Qhov kev sim ntawm 1654 nrog Magdeburg hemispheres tau ua pov thawj tias muaj lub tshuab nqus tsev thiab lub tshuab nqus tsev siab (16 tus nees tsis tuaj yeem rhuav tshem cov neeg nyob sib ze los ntawm cov huab cua tau tso tawm!)
Robert Boyle hauv xyoo 1661 tau muab cov ntsiab lus txhais ntawm cov khoom siv tshuaj ua ib yam khoom uas tsis tuaj yeem tawg mus rau hauv nws cov khoom los ntawm kev tshuaj xyuas tshuaj (3). Nws ntseeg hais tias qhov teeb meem muaj me me, khoom thiab indivisible hais tias txawv ntawm cov duab thiab loj. Ua ke, lawv tsim cov molecules ntawm cov tshuaj sib txuas uas tsim teeb meem.
Boyle hu ua cov me me corpuscles, los yog "corpuscles" (diminutive ntawm Latin lo lus corpus = lub cev). Boyle txoj kev xav tau tsis ntseeg los ntawm kev tsim lub tshuab nqus tsev twj (Otto von Guericke, 1650) thiab kev txhim kho cov twj piston rau compressing cua. Lub neej ntawm lub tshuab nqus tsev thiab muaj peev xwm hloov qhov kev ncua deb (raws li qhov tshwm sim ntawm compression) ntawm huab cua hais lus tim khawv nyob rau hauv kev pom zoo ntawm txoj kev xav ntawm Democritus (4).
Tus kws tshawb fawb loj tshaj plaws ntawm lub sijhawm, Sir Isaac Newton, kuj yog tus kws tshawb fawb atomic. (5). Raws li Boyle txoj kev xav, nws muab tso rau qhov kev xav txog kev sib xyaw ntawm lub cev rau hauv cov qauv loj. Es tsis txhob ntawm lub ancient system ntawm eyelets thiab hooks, lawv tying yog - yuav ua li cas lwm tus - los ntawm lub ntiajteb txawj nqus.
5. Portrait of Sir Isaac Newton (1642-1727), los ntawm G. Kneller.
Yog li, Newton koom ua ke cov kev sib cuam tshuam nyob rau hauv tag nrho lub ntiaj teb - ib lub zog tswj ob qho tib si lub zog ntawm lub ntiaj chaw thiab cov qauv ntawm cov khoom me tshaj plaws ntawm cov teeb meem. Tus kws tshawb fawb ntseeg tias lub teeb kuj muaj cov corpuscles.
Niaj hnub no peb paub tias nws yog "ib nrab txoj cai" - ntau yam kev cuam tshuam ntawm hluav taws xob thiab teeb meem tau piav qhia los ntawm kev ntws ntawm photons.
Chemistry los ua si
Txog rau thaum xaus ntawm lub xyoo pua XNUMX, atoms yog qhov ua tau zoo ntawm cov kws kho mob. Txawm li cas los xij, nws yog kev hloov pauv tshuaj lom neeg pib los ntawm Antoine Lavoisier uas ua rau lub tswv yim ntawm cov qauv granular ntawm cov teeb meem feem ntau lees txais.
Qhov kev tshawb pom ntawm cov qauv ntawm cov khoom qub - dej thiab huab cua - thaum kawg refuted Aristotle txoj kev xav. Nyob rau thaum xaus ntawm lub xyoo pua XNUMXth, txoj cai ntawm kev txuag ntawm huab hwm coj thiab kev ntseeg nyob rau hauv lub impossibility ntawm transformation ntawm lub ntsiab kuj tsis ua rau muaj kev tawm tsam. Cov nplais tau dhau los ua cov cuab yeej txheem hauv chav kuaj tshuaj.
6. John Dalton (1766-1844)
Ua tsaug rau nws txoj kev siv, nws tau pom tias cov ntsiab lus sib xyaw ua ke los tsim qee cov tshuaj sib xyaw ua ke hauv qhov sib npaug ntawm qhov loj (tsis hais lawv lub hauv paus chiv keeb - ntuj lossis khoom tsim tau - thiab cov txheej txheem ntawm synthesis).
Qhov kev soj ntsuam no tau dhau los ua qhov yooj yim piav qhia yog tias peb xav tias qhov teeb meem muaj qhov sib cais tsis sib xws uas ua rau tag nrho. atoms. Tus tsim ntawm txoj kev xav niaj hnub ntawm lub atom, John Dalton (1766-1844) (6), ua raws li txoj kev no. Ib tug kws tshawb fawb hauv 1808 tau hais tias:
- Atoms yog indestructible thiab immutable (qhov no, ntawm chav kawm, txiav tawm qhov muaj peev xwm ntawm alchemical transformations).
- Txhua yam teeb meem yog tsim los ntawm indivisible atoms.
- Tag nrho cov atoms ntawm ib lub ntsiab yog tib yam, uas yog, lawv muaj tib lub cev, loj thiab cov khoom. Txawm li cas los xij, cov ntsiab lus sib txawv yog tsim los ntawm cov atom sib txawv.
- Hauv cov tshuaj tiv thaiv tshuaj, tsuas yog txoj hauv kev uas cov atoms koom ua ke hloov pauv, los ntawm cov molecules ntawm cov tshuaj sib xyaw ua ke tau tsim - hauv qee qhov proportions (7).
Lwm qhov kev tshawb pom, tseem ua raws li kev soj ntsuam cov kev hloov tshuaj lom neeg, yog qhov kev xav ntawm Italian physicist Amadeo Avogadro. Tus kws tshawb fawb tau xaus lus tias qhov sib npaug ntawm cov pa roj nyob rau hauv tib yam kev mob (siab thiab kub) muaj tib tus lej ntawm cov molecules. Qhov kev tshawb pom no ua rau nws muaj peev xwm tsim cov qauv ntawm ntau cov tshuaj sib txuas thiab txiav txim siab cov pawg atoms.
7. Atomic symbols siv los ntawm Dalton (New System of Chemical Philosophy, 1808)
8. Platonic lub cev - cov cim ntawm cov atoms ntawm "cov ntsiab lus" thaum ub (Wikipedia, tus sau: Maxim Pe)
Yuav txiav pes tsawg zaus?
Qhov tshwm sim ntawm lub tswv yim ntawm lub atom yog txuam nrog cov lus nug: "Puas muaj qhov kawg ntawm kev faib cov teeb meem?". Piv txwv li, cia peb muab ib lub txiv apple nrog ib txoj kab uas hla ntawm 10 cm thiab ib rab riam thiab pib hlais cov txiv hmab txiv ntoo. Ua ntej, nyob rau hauv ib nrab, ces ib nrab ntawm ib tug txiv apples mus rau hauv ob qhov chaw ntxiv (sib npaug rau yav dhau los txiav), thiab lwm yam. Tom qab ob peb zaug, ntawm chav kawm, peb yuav ua tiav, tab sis tsis muaj dab tsi tiv thaiv peb los ntawm kev sim mus ntxiv nyob rau hauv lub tswv yim ntawm ib tug atom? Ib txhiab, ib lab, tej zaum ntau dua?
Tom qab noj cov kua txiv hmab txiv ntoo (liab!), Cia peb pib cov kev suav (cov neeg uas paub txog lub tswv yim ntawm qhov kev loj hlob ntawm geometric yuav muaj teeb meem tsawg). Thawj qhov kev faib yuav muab rau peb ib nrab ntawm cov txiv hmab txiv ntoo nrog lub thickness ntawm 5 cm, tom ntej no txiav yuav muab peb ib daim nrog ib tug tuab ntawm 2,5 cm, thiab lwm yam ... 10 raug ntaus! Yog li ntawd, "txoj kev" mus rau lub ntiaj teb ntawm atoms tsis ntev.
*) Siv rab riam nrog ib rab riam infinitely nyias. Qhov tseeb, cov khoom zoo li no tsis muaj nyob, tab sis txij li Albert Einstein hauv nws qhov kev tshawb fawb pom tias cov tsheb ciav hlau txav mus los ntawm qhov ceev ntawm lub teeb, peb kuj tau tso cai - rau lub hom phiaj ntawm kev sim xav - ua qhov kev xav saum toj no.
Platonic atoms
Plato, yog ib lub siab loj tshaj plaws ntawm kev qub txeeg qub teg, tau piav txog cov atoms uas cov ntsiab lus yuav tsum tau tsim hauv Timachos kev sib tham. Cov formations no muaj daim ntawv ntawm ib txwm polyhedra (Platonic solids). Yog li, tetrahedron yog atom ntawm hluav taws (raws li qhov tsawg tshaj plaws thiab feem ntau volatile), lub octahedron yog ib tug atom ntawm huab cua, thiab lub icosahedron yog ib tug atom ntawm dej (tag nrho cov khib nyiab muaj phab ntsa ntawm equilateral daim duab peb sab). Ib lub voos xwmfab yog ib lub atom ntawm lub ntiaj teb, thiab ib tug dodecahedron ntawm pentagons yog ib tug atom ntawm ib tug zoo tagnrho lub caij - lub celestial ether (8).
