От атомистического материализма до нанотехнологий
1, ФГБОУ ВПО НИМИ ДГАУ
Ключевые слова: Левкипп, Демокрит Абдерский, атомизм, свойства атомов, нанотехнологии
В античной философии сложилась так называемая атомистика - учение о том, что мир состоит из атомов, мельчайших составных частиц. Впервые знания о теории происхождения множественности элементов сущего упоминается древним философом Левкиппом в V веке до н. э. О жизни древнегреческого философа известно очень мало, и не сохранилось никаких работ, которые можно было бы с уверенностью назвать его произведениями. Особенно учитывая тот факт, что Левкипп находится в тени своего ученика Демокрита, создателя завершенной системы атомистики. Не исключено, что Левкипп ограничивался лишь устным изложением своего учения. Невозможно даже определить, в каких областях Левкипп и Демокрит были несогласны друг с другом.
Левкипп, вероятно, жил в Абдере — там же, где и Демокрит. Одновременно с Зеноном, Эмпедоклом и Анаксагором он выдвинул идею множественности мельчайших элементов сущего мира. Придерживаясь идеи Парменида о неизменяемости и качественной однородности сущего, Левкипп для объяснения разнообразия предметов утверждает существование относительного небытия, то есть наличие пустоты, разделяющей всё сущее на множество элементов. Свойства этих элементов зависят от ограничивающего их пустого пространства, различаются они по величине, фигуре, движению, но все элементы мыслятся как однородные, непрерывные и потому неделимые (atomoi). Вслед за философами ионийской школы (прежде всего милетской) Левкипп считает движение внутренне присущим атомам.
По-видимому, Левкипп внёс определённый вклад в развитие идей Демокрита об атомистической космологии. Сочинения Левкиппа и Демокрита уже в IV веке до н. э. были объединены и позднее названы «Corpus Democriteuin» [1].
В итоге атомизм был создан представителями досократического периода развития древнегреческой философии Левкиппом и его учеником Демокритом Абдерским. Согласно их учению, существуют только атомы и пустота. Атомимзм был создан как натурфилософская и физическая теория, согласно которой чувственно воспринимаемые (материальные) вещи состоят из химически неделимых частиц — атомов.
Атомы — мельчайшие неделимые, невозникающие и неисчезающие, качественно однородные, непроницаемые (не содержащие в себе пустоты) сущности (частицы), обладающие определённой формой. Атомы бесчисленны, так как пустота бесконечна. Форма атомов бесконечно разнообразна. Атомы являются первоначалом всего сущего, всех чувственных вещей, свойства которых определяются формой составляющих их атомов.
Демокрит предложил продуманный вариант механистического объяснения мира: целое у него представляет собой сумму частей, а беспорядочное движение атомов, их случайные столкновения оказываются причиной всего сущего. В атомизме отвергается положение элеатов о неподвижности бытия, поскольку это положение не дает возможности объяснить движение и изменение, происходящее в чувственном мире. Стремясь найти причину движения, Демокрит «раздробляет» единое бытие Парменида на множество отдельных «бытий»-атомов, мысля их как материальные, телесные частицы.
Противники атомизма Демокрита утверждали, что материя делится до бесконечности.
Сторонником атомизма был Платон, который считал, что атомы имеют форму идеальных Платоновских тел (правильных многогранников).
Эпикур, основатель эпикуреизма, воспринял от атомистов учение об атомах. Мысль об атомистическом строении мира развивается Эпикуром в письмах к Геродоту и Пифоклу[2].
В поэме древнеримского эпикурейца Лукреция «О природе вещей» атомы характеризуются как телесные («тельца» — корпускулы) и состоящие из материи.
Во времена Римской Империи и в Средние века философия Аристотеля почти полностью вытеснила атомизм из круга живых учений, он попадал в поле зрения лишь в связи с комментариями к критике этого учения Аристотелем. Во II веке римский учёный Гален в своих комментариях к Аристотелю много полемизировал с греческими атомистами, особенно с Эпикуром. Согласно историку атомизма Джошуа Грегори, со времён Галена не существует ни одной значительной работы по атомизму вплоть до воскрешения этого учения Гассенди и Декартом в XVII веке.
Грегори писал: «всё время, прошедшее между этими двумя новыми натуралистами и античными атомистами, атом находился в изгнании. Всеми признано, что Средневековье практически отказалось от атомизма, и чуть не потеряло его».
Однако, хотя труды атомистов были недоступны, средневековые схоласты имели достаточно подробный обзор атомизма Аристотелем, и в средневековых университетах встречается и атомизм. К примеру, в XIV веке Николай из Отрекура учил, что время, пространство и материя состоят из неделимых мгновений-точек и что всё в мире возникает и исчезает от перемены их отношений. По близости подобного взгляда к учению Аль-Газали можно предположить знакомство отрекурца с его трудами, возможно, через Аверроэса[3].
В эпоху возрождения и нового времени в 1808 году Джон Дальтон возродил атомизм и писал:
«Атомы — химические элементы, которые нельзя создать заново, разделить на более мелкие частицы, уничтожить путем каких-либо химических превращений. Любая химическая реакция просто изменяет порядок группировки атомов».
К концу XIX века стало известно то, что химические атомы содержат более мелкие элементарные частицы и таким образом «атомами» в демокритовском смысле не являются. Тем не менее, термин используется и теперь в современной химии и физике, несмотря на несоответствие его этимологии современным представлениям о строении атома.
В современной физике множество споров об атомизме является открытым. Некоторые физики отрицают атомизм, например, Эрнст Мах.
В соответствии с концепцией корпускулярно-волнового дуализма в микромире частицы обладают не только корпускулярными, но и волновыми свойствами, что доказано опытами: опыт Дэвиссона — Джермера по дифракции электронов 1927 года, Дифракция электронов, Дифракция нейтронов.
Для атомного объекта существует потенциальная возможность проявлять себя, в зависимости от внешних условий, либо как волна, либо как частица, либо промежуточным образом. Именно в этой потенциальной возможности различных проявлений свойств, присущих микрообъекту, и состоит дуализм в виде волны — частицы. Всякое иное, более буквальное, понимание этого дуализма в виде какой-нибудь модели неправильно[4].
На современном этапе развития атомистики учёные XIX века перешли на новый уровень изучения свойств атомов и изменения структуры веществ на химическом и физическом уровнях. Преимущественным толчком в развитии новых технологий стало развитие человечества в социальных, экономических и военных производствах. Изучение трудов учёных атомистов лежит в основе нанотехнологий. Однако нанотехнологию не стоит сводить только к локальному революционному прорыву в электронике и компьютерных технологиях. Уже сейчас получен ряд исключительно важных результатов, позволяющих надеяться на существенный прогресс в развитии других направлений науки и техники.
Во многих объектах физики, химии и биологии показано, что переход на наноуровень приводит к появлению качественных изменений в физико-химических свойствах отдельных соединений и получаемых на их основе систем. Речь идет о коэффициентах оптического сопротивления, электропроводности, магнитных свойствах, прочности, термостойкости. Более того, согласно наблюдениям новые материалы, получаемые с использованием нанотехнологий, значительно превосходят по своим физическим, механическим, термическим и оптическим свойствам аналоги микрометрического масштаба.
На основе материалов с новыми свойствами уже сейчас создаются новые типы солнечных батарей, преобразователей энергии, экологически безопасных продуктов и многое другое. Уже созданы высокочувствительные биологические датчики (сенсоры) и другие устройства, позволяющие говорить о возникновении новой науки — нанобиотехнологии и имеющие огромные перспективы практического применения. Нанотехнология предлагает новые возможности микрообработки материалов и создания на этой основе новых производственных процессов и новых изделий, что должно оказать революционное воздействие на экономическую и социальную жизнь будущих поколений. Актуальность изучения нанотехнологий зависит от современных знаний наноматериалов. Так применимы во всех отраслях промышленности изучения и использование наночастиц.
Рис 1. Покрытие наночастицами серебра под микроскопом
Наночастица (от англ. nanoparticle) — изолированный твёрдофазный объект, имеющий отчётливо выраженную границу с окружающей средой, размеры которого во всех трёх измерениях составляют от 1 до 100 нм. К примеру наночастицы как новую технологию используют для получения улучшенных свойств покрытий материалов. [5]
Рис. 2 Плазменная обработка металлических поверхностей с применением наночастиц.
Запатентовано множество открытий нанотехнологий и способов обработки и получения наночастиц металлов, керамики, полимеров. Изучения свойств веществ дало открытие порошковых наночастиц. Использование современных покрытий и способов обработки порошковыми наночастицами кординально влияет на долговечность и качество современных промышленных комплексов. Мир стоит на пороге новой промышленной революции, которая связана, прежде всего, с развитием нанотехнологий. По оценке ведущих экспертов, она сравнима по масштабам своего воздействия на общество с революцией, которая была вызвана изобретением в XX веке транзистора, антибиотиков и информационных технологий, вместе взятых. В недалеком будущем экономическое, военное, социальное и политическое положение развитых стран будет определяться уровнем развития национальной наноиндустрии.
Так изучение строения атомов и изменение структуры, физических и химических свойств атомов дало толчёк к развитию современных технологий. Нанотехнологии применимы в нашей жизни во всех отраслях производства, что возможно такие технологии будут применяться и в сельском хозяйстве.
Список использованной литературы:
1. Избавляясь от «досократиков» // Философия в диалоге культур. Всемирный день философии (Москва – Санкт Петербург, 16 – 19 ноября 2009 года), Материалы. — М.: Прогресс-Традиция, 2010. — С. 177–183.
2. Античный атомизм: к вопросу о типологии учений и истоках генезиса // Вопросы философии. — 2011. — № 8. — С. 157—168.
3. Развитие естествознания в эпоху античности. Ранняя греческая наука о природе. — М.: Наука, 1979.
4. Эволюция понятия науки. Становление и развитие первых научных программ. — М.: Либроком, 2010.
5. C. Vauthier, K. Bouchemal. Methods for the preparation and manufacture of polymeric nanoparticles // Pharm. Res.. — 2009. — Vol. 25. — P. 1025-1058.
1 Работа выполнена под рук. проф.
