Атомистика. Начала вселенной - атомы и пустота

Начала вселенной - атомы и пустота. Все же остальное су­ществует лишь во мнении... Атомы не поддаются никакому воз­действию, и они неизменны вследствие твердости...

Деление материи останавливается на атомах и не идет в бес­конечность.

Атомы суть всевозможные маленькие тела, не имеющие ка­чества, пустота же - некоторое место, в котором все эти тела в течение всей вечности, носясь вверх и вниз, или сплетаются ка-

ким-нибудь образом между собой или наталкиваются друг на друга и отскакивают, расходятся и сходятся снова между собой и также соединяются, и таким образом они производят и все про­чие сложные тела и наши тела и их состояния и ощущения...

Все состоит из неделимых тел, последние же бесконечны чис­лом и бесконечно разнообразны по формам; вещи же отличают­ся друг от друга неделимыми, из которых они состоят, их поло­жением и порядком...

Атомы никоим образом не имеют тех качеств, которые при­сущи всем вообще чувственным предметам, - за исключением формы, величины... Ведь всякое качество изменяется, атомы же вовсе не изменяются, потому что при всяком разложении слож­ного всегда остается нечто неразложимое далее, нечто твердое...

Бесконечно многие по числу сущности неделимые и нераз­личимые, не имеющие притом внутренних качеств и не подвер­гающиеся внешнему воздействию, носятся рассеянные в пустом пространстве. Когда же они приблизятся друг к другу или стол­кнутся или сплетутся, то из образовавшихся таким образом скоп­лений их одно окажется водой, другое огнем, третье - растени­ем, четвертое - человеком...

Атомы, т. е. неделимые вследствие твердости тела, носятся в бесконечном пустом пространстве, в котором вовсе нет ни вер­ха, ни низа, ни середины, ни конца, ни края... вследствие столк­новения они сцепляются друг с другом, из чего возникает все то, что есть и что ощущается...

Наше ощущение не в состоянии воспринять ни одной из ле­жащих рядом частиц вследствие их малости.

Демокрит в фрагментах и свидетельствах древности. М., 1935.

С. 37, 41-47, 52.

Аристотель. Наиболее методически обо всем учили... Левкипп и Демокрит, а именно они приняли начало соответствен­но природе, какова она в действительности есть. Дело в том, что некоторые из древних полагали, будто бытие по необходимости едино и неподвижно. Ибо пустота не существует, движение же невозможно, если нет отдельно существующей пустоты, и, с дру­гой стороны, нет многого, если нет того, что разделяет... Лев­кипп же полагал, что он обладает учениями, которые, будучи согласны с чувственным восприятием, не отрицают ни возник­новения, ни уничтожения, ни движения, ни множественности

сущего. Согласившись в этом с показаниями чувственных явле­ний, а с философами, принимавшими единое, - в том, что не может быть движения без пустоты, он говорит, что пустота - небытие и что небытие существует нисколько не менее, чем бы­тие. Ибо сущее в собственном смысле - абсолютно полное бы­тие. Таковое же не едино, но таковых сущих бесконечно много по числу, и они невидимы вследствие малости своих объемов. Они носятся в пустоте, [ибо пустота существует], и, соединяясь между собой, они производят возникновение, расторгаясь же - гибель. Где случится им соприкасаться, там они действуют сами и испытывают действие от других. Ибо там налицо не единое, [а множество отдельных сущих]. Складываясь и сплетаясь, они рождают [вещи]...

Ведь [если] существуют твердые [тела] в некотором количе­
стве, то они [должны быть] неделимы: этого могло бы не быть
только в том случае, если бы [в них] находились непрерывные
(сплошные) поры. Но последнее немыслимо. Ибо [в последнем
случае] не будет вовсе никакого твердого [тела], [не будет ниче­
го], кроме пор, и все [будет пустота]. Итак, необходимо, чтобы
соприкасающиеся [тела] были неделимы, промежутки же между
ними - пусты; последние [Эмпедокл] и называет порами. По­
добным же образом и Левкипп учит о действии и испытывании
действия [от других]. \

Аристотель. Демокрит же и Левкипп говорят, что [все] прочее состоит из неделимых тел, последние же бесконечны чис­лом и бесконечно разнообразны по формам; вещи же отличают­ся друг от друга [неделимыми], из которых они состоят, их по­ложением и порядком... Ведь из одних и тех же [букв] возникает трагедия и комедия.

Цицерон. Ибо таковы бесстыдные утверждения Демокри­та или еще раньше Левкиппа, будто существуют некоторые лег­кие тельца - одни шероховатые, другие круглые, третьи углова­тые и крюкастые, четвертые закривленные и как бы внутрь заг­нутые, и из этих-то [телец] образовались небо и земля, причем это образование произошло по природе без всякого воздействия извне, но вследствие некоторого случайного стечения.

А э ц и и. Левкипп, Демокрит... Эпикур: атомов - бесконеч­ное множество, пустота же беспредельна по величине.

Плутарх. Ведь чему учит Демокрит? Бесконечно многие по числу сущности, невидимые и неразличимые, не имеющие

притом [внутренних] качеств и не подвергающиеся [внешнему] воздействию, носятся, рассеянные в пустом пространстве. Когда же они приблизятся друг к другу, или столкнутся, или сплетут­ся, то из [образовавшихся таким способом] скоплений их одно кажется водою, другое - огнем, третье - растением, четвертое - человеком. [В действительности же] все [это] есть неделимые формы (идеи), как он их называет, и, [кроме них], ничего иного нет. Ведь из небытия не бывает возникновения, и из сущего нич­то не может возникнуть по той причине, что атомы вследствие своей твердости не способны ни испытывать воздействия, ни из­меняться.

Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости.

Диоген Лаэртский. [Демокрит]: начало Вселенной - атомы и пустота... Миров бесчисленное множество, и они имеют начало и конец во времени. И ничто не возникает из небытия... И атомы бесчисленны по разнообразию величин и по множеству; носятся же они во Вселенной, кружась в вихре, и, таким образом рождается все сложное: огонь, вода, воздух, земля. Дело в том, что последние суть соединения некоторых атомов. Атомы же не поддаются никакому воздействию и неизменяемы вследствие твер­дости.

Аэций. Демокрит... [учил], что может быть атом разме­ром с наш мир.

Диоген Лаэртский. Все совершается по необходимос­ти, так как причиной возникновения всего является вихрь, кото­рый он называет необходимостью (ананке).

E в с е в и и Praep. evang. Демокрит из Абдеры... полагал, что искони в течение беспредельного времени все вообще - прошлое, настоящее и будущее - совершается в силу необходим<5сти.

Аристотель. А именно некоторые недоумевают, есть ли [случай] или нет. Ведь ничто не возникает случайно, говорят они, но есть какая-либо определенная причина у всего того, относитель­но чего мы говорим, что оно возникает само собой или случайно.

С т о б е и. В жизни мудреца случай играет незначительную роль, самое же важное и самое главное [в ней] ум устроил и постоянно в течение всей жизни устраивает и будет устраивать.

«Люди измыслили идол (обраэ) случая, чтобы пользоваться им как предлогом, прикрывающим их собственную нерассуди­тельность. Ибо редко случай оказывает сопротивление разуму,

чаще же всего в жизни мудрая проницательность направляет [к достижению поставленной цели]».

Дионисий. По крайней мере сам Демокрит, как утверж­дают, говорил, что он «предпочел бы найти одно причинное объяс­нение, нежели приобрести себе персидский престол».

Цицерон. [Демокрит] полагает, что «атомы»... носятся в бесконечном пустом пространстве, в котором вовсе нет ни верха, ни низа, ни середины, ни конца, ни края... Это движение атомов должно мыслить не имеющим начала, но существующим вечно.

Аристотель. Они говорят, что движение существует бла­годаря пустоте. Ибо движение в пространстве они называют при­родой.

Симпликий. То есть физические первые и неделимые тела. Ибо они называли природой и говорили, что [эти тела] дви­жутся в пространстве... А именно они говорили, что атомы «тря­сутся во всех направлениях». И они не только приписывают эле­ментам первичное движение, но и исключительно лишь это дви­жение, прочие же [виды движения приписываются ими] тем [сложным телам], которые возникают из элементов. Ибо рост, гибель, изменение, возникновение и уничтожение, говорят они, бывают [лишь тогда], когда первотела соединяются и разъединя­ются.

Материалисты Древней Греции. М., 1955. С. 56-60, 62, 65-

АТОМЫ

Итак, что такое квантовая механика? Квантовая механика - это наука о строении и свойствах атомных объектов и явлений.

В этом определении все верно, и тем не менее бесполезность его очевидна, пока мы не объясним понятий, которые в него входят. Действительно: что, например, означают слова «свойства атомных объектов», то есть атомов?

Если речь идет, скажем, о спелом арбузе, такого вопроса не возникает, - свойства его вполне определяются нашими пятью чувствами: он круглый, тяжелый, сочный, пахнет свежестью и с хрустом раскалывается под ножом. Но как быть с атомами (из которых, кстати, этот арбуз состоит)? Ведь непосредственно их нельзя ни увидеть, ни потрогать. Это не означает, что атомов вообще нет, а просто свидетельствует о том, что свойства их совсем другие, чем свойства целого арбуза.

Сейчас мало осталось людей, для которых реальность атомов менее очевидна, чем движение Земли вокруг Солнца. Почти у каждого с этим понятием связано интуитивное представление о чем-то маленьком и неделимом. И все же, какой смысл вкладывает в понятие «атом» нынешняя физика? Как это понятие возникло, что понимали под ним древние, как оно потом развивалось и почему только квантовая механика наполнила реальным содержанием эту умозрительную схему?

Творцом идеи атома принято считать Демокрита, хотя история упоминает также учителя его Левкиппа и - менее уверенно - древнеиндийского философа Канаду, который жил незадолго до нашей эры и учил примерно тому же. («Канада» в переводе с санскрита означает «пожиратель атомов».) По мнению Канады, бесконечная делимость материи - абсурд, поскольку в этом случае горчичное зерно равно горе, ибо «...бесконечное всегда равно, бесконечному». Мельчайшая частичка в природе, учил Канада, - это пылинка в солнечном луче; она состоит из шести атомов, из которых каждые два соединены попарно «волею бога или еще чем-либо».

О самом Демокрите мы знаем мало. Известно, что родился он в Абдере на фракийском берегу Средиземного моря: кроме Левкиппа, учился у халдеев и персидских магов, много путешествовал и много знал; прожил около ста лет и в 370 году до н. э. был похоронен за общественный счет гражданами родного города, которые его глубоко почитали. Последующие поколения художников изображали Демокрита высоким, с короткой бородой, в белом хитоне и в сандалиях на босу ногу.

Легенда рассказывает, что однажды Демокрит сидел на камне у моря, держал в руке яблоко и размышлял: «Если я сейчас это яблоко разрежу пополам, у меня останется половина яблока; если я затем эту половину снова разрежу на две части, остается четверть яблока;. но если я и дальше буду продолжать такое деление, всегда ли у меня в руке будет оставаться 1/8, 1/16 и т. д. часть яблока ? Или же в какой-то момент очередное деление приведет к тому, что оставшаяся часть уже не будет обладать свойствами яблока?» Впоследствии оказалось, что сомнение Демокрита (как почти всякое бескорыстное сомнение) содержало долю истины. По зрелом размышлении философ пришел к выводу, что предел такого деления существует, и назвал эту последнюю, уже неделимую, частицу атомом , а свои умозаключения изложил в книге «Великий диакосмос». Послушайте, это написано более двух тысяч лет назад!

«Начало вселенной - атомы и пустота, все же остальное существует лишь в мнении. Миров бесчисленное множество, и они имеют начало и конец во времени. И ничто не возникает из небытия, не разрешается в небытие. И атомы бесчисленны по величине и по множеству, носятся же они во вселенной, кружась в вихре, и таким образом рождается все сложное: огонь, вода, воздух земля. Дело в том, что последние суть соединения некоторых атомов. Атомы же не поддаются никакому воздействию и неизменяемы вследствие твердости».

Доказать эти утверждения Демокрит не мог - он предлагал поверить на слово. Но ему не поверили, и не поверил прежде всего Аристотель, его великий современник. Когда умер Демокрит, Аристотелю, будущему учителю Александра Македонского, было 14 лет. В расцвете сил он был худощав, невысок ростом, изыскан, а уважение к нему переходило часто все разумные границы. Конечно, для этого были основания: ведь он владел всеми знаниями той эпохи.

Аристотель учил обратному: процесс деления яблока можно продолжить бесконечно, по крайней мере в принципе. Это учение стало господствующим, Демокрита забыли на многие века, а его сочинения тщательно уничтожались.

Бессмысленно винить древних за такой выбор - для них обе системы были равно разумны и приемлемы: цель своей науки они видели не в практических применениях (они их стыдились), а в том, чтобы с помощью умозрения достигнуть того чувства гармонии мира, которое сообщает человеку всякая законченная философия.

Чтобы освободиться от заблуждений великого авторитета, потребовались две тысячи лет. В XVII веке впервые возникла наука физика и вскоре вытеснила древнюю натуральную философию. Эта новая наука опиралась не на чистое умозрение, а на опыт и математику. Окружающую природу стали изучать : не просто наблюдать , а ставить сознательные опыты для проверки гипотез и записывать результаты этой проверки в виде чисел. Идея Аристотеля не выдержала такого испытания, а гипотеза Демокрита выдержала, хотя, как мы увидим в дальнейшем, от ее первоначального вида почти ничего не осталось.

После двадцати веков забвения идею об атомах возродил к жизни французский философ и просветитель Пьер Гассенди (1592-1655) и за это подвергся гонениям церкви: традиции средневековья преследовали не только гипотезы, но и строгие факты науки, если они противоречили общепризнанным догматам. Тем не менее атомную гипотезу приняли все передовые ученые того времени. Даже Ньютон, с его знаменитым девизом «Гипотез не строю», поверил в нее и изложил по-своему в конце третьего тома «Оптики».

Однако до тех пор, пока гипотезу об атомах не подтвердили опытом, она оставалась, несмотря на всю свою привлекательность, только гипотезой.

Первое наглядное доказательство тому, что прав Демокрит, а не Аристотель, обнаружил шотландский ботаник Роберт Браун (1773-1858). В 1827 году это был уже немолодой директор ботанического отдела Британского музея. В юности он провел четыре года в экспедициях по Австралии и привез оттуда около 4 тысяч видов растений. Двадцать лет спустя он все еще продолжал изучать коллекции экспедиции. Летом 1827 года Браун обратил внимание на то, что мельчайшая пыльца растений произвольно двигается в воде под действием неизвестной силы. Он тут же опубликовал статью, заглавие которой очень характерно для той неторопливой эпохи: «Краткий отчет о микроскопических наблюдениях, проделанных в июне, июле и августе 1827 года над частицами, содержащимися в пыльце растений; и о существовании активных молекул в органических и неорганических телах».

Сначала его опыт вызвал недоумение. Это недоумение усугубил сам же Браун, пытаясь объяснить явление некой «живой силой», которая якобы присуща органическим молекулам. Естественно, такое прямолинейное объяснение «брауновского движения» не удовлетворило ученых, и они предприняли новые попытки для его изучения. Среди них особенно много сделали голландец Карбонэль (1880) и француз Гун (1888). Они поставили тщательные опыты и выяснили, что брауновское движение не зависит от внешних воздействий: времени года и суток, добавления солей, вида пыльцы и «...наблюдается одинаково хорошо ночью в деревне и днем вблизи многолюдной улицы, где проезжают тяжелые экипажи».

Надо сказать, что первое время странное движение не обратило на себя должного внимания. Большинство физиков о нем вообще не знало, а те, кто знал, считали его неинтересным, полагая, что это явление аналогично движению пылинок в солнечном луче. Лишь сорок лет спустя, вероятно, впервые оформилась та мысль, что видимые в микроскоп беспорядочные движения пыльцы растений вызваны случайными толчками маленьких, невидимых частиц жидкости. После работ Гун в этом убедились почти все. и гипотеза об атомах приобрела множество последователей.

Конечно, и до Брауна немало людей твердо верили, что все тела построены из атомов. Для них некоторые свойства атомов были очевидны уже без дальнейших исследований. В самом деле, все тела в природе, несмотря на огромные различия между собой, имеют вес и размеры. Очевидно, у их атомов также должны быть и вес и размеры. Именно эти их свойства положил в основу своих рассуждений Джон Дальтон (1766-1844) - скромный учитель математики и натуральной философии в городе Манчестере и великий ученый, определивший развитие химии примерно на сто лет.

У сторонников атомистики сразу же возникал вопрос: а не означает ли многообразие тел такого же многообразия атомов, как утверждал Демокрит? Оказалось, это неверно. Джон Дальтон, подробно исследуя химические реакции, в 1808 году впервые четко сформулировал понятие о химическом элементе: элемент - это вещество, которое состоит из атомов одного типа.

Выяснилось, что элементов не так уж много: в то время их знали около 40 (сейчас 104). Все остальные вещества построены из молекул - разнообразных сочетаний атомов. Сами атомы элементов также различаются между собой. Одно из таких различий нашли довольно быстро: им оказалась масса атома. Приняв за единицу атомный вес легчайшего газа - водорода, удалось через него выразить атомный вес остальных элементов. В этих единицах атомный вес кислорода равен 16, железа - 56 и т. д. Так з науку об атоме впервые проникли числа - событие важности необычайной.

Однако по-прежнему об абсолютных размерах и массах атомов ничего не было известно.

Одна из первых научных попыток оценить величину атомов принадлежит Михаилу Васильевичу Ломоносову (1711-1765). В 1742 году он заметил, что искусные ювелиры могут раскатать лист золота до толщины в одну десятитысячную долю сантиметра (10 -4 см), и, значит, атомы золота никак не могут превышать этой величины. В 1777 году Бенджамен Франклин (1706-1790) заметил, что ложка масла (ее объем равен примерно 5 см 3), вылитого на поверхность спокойной воды, растекается по ней на площади в 0,2 гектара, то есть 2 тыс. кв. м или 2 10 7 см 2 .

Очевидно, что диаметр молекулы в этом случае

не может превышать величину d = (5 см 3)/(2 10 7 см 2) = 2,5 10 -7 (то есть две десятимиллионные доли сантиметра).

Однако первой удавшейся попыткой оценить размер и массу атомов следует считать работу преподавателя физики Венского университета Иозефа Лошмидта (1821-1895). В 1865 году он нашел, что размеры всех атомов примерно одинаковы и равны 10 -8 см, а вес атома водорода составляет всего 10 -24 г.

Впервые мы встречаемся здесь с такими малыми величинами, и у нас просто нет необходимых навыков, чтобы их осмыслить. Самое большее, на что мы способны, это сказать: тонкий как волос, или легкий как пух. Но толщина волоса (10 -2 см) в миллион раз больше самого большого атома, а пуховая подушка - это уже нечто весомое и вполне реальное. Чтобы хоть как-то заполнить провал между здравым смыслом и малостью этих чисел, обычно все же прибегают к сравнению.

Если взять «атом арбуза», с упоминания о котором мы начали рассказ, и вишню диаметром в 1 см и одновременно их увеличивать, то в тот момент, когда вишня станет величиной с земной шар, «атом арбуза» начнет походить - и весом и величиной - на хороший арбуз.

Однако относительная ценность таких сравнений, по-видимому, весьма невелика, поскольку для столь малых объектов само понятие размера теряет свой первичный смысл Поэтому лучше с самого начала оставить попытки представить себе подобные числа наглядно. Несмотря на свою чрезвычайную малость, числа эти не произвольны: важно понимать, что именно такие малые диаметры и массы нужно приписать атомам, чтобы свойства веществ, которые из этих атомов состоят, оказались именно такими, какими мы их наблюдаем в природе.

Лошмидт получил эти числа, изучая взаимную диффузию газов, то есть их способность смешиваться при соприкосновении. (С этим явлением все мы хорошо знакомы, хотя обычно и не вспоминаем о нем, когда нас вдруг остановит запах скошенной травы.) Лошмидт использовал при этом молекулярно-кинетическую гипотезу - предположение, что газы состоят не просто из молекул, но из движущихся молекул . С помощью формул кинетической теории газов он установил также среднее расстояние между молекулами в газе: оно оказалось примерно в 10 раз больше диаметра атомов.

Если газ превратить в жидкость, то его объем уменьшится приблизительно в тысячу раз, а значит, расстояния между атомами уменьшатся в 10 раз. Это означает, что в жидкости и в твердом теле атомы прижаты вплотную друг к другу. Вместе с тем они не перестают двигаться - просто их движение теперь стеснено и подчиняется другим законам, чем законы движения молекул газа.

Примирил элейскую и гераклитовскую точки зрения философ Демокрит Абдерский. Он осуществил синтез двух воззрений. Подобно Гераклиту он считал, что все в мире находится в движении, изменяется и делится на части, но, вслед за элеатами, полагал, что Бытием может существовать только неделимое и неизменное. Ведь Бытие вечно, что следует из самого понятия, а вечное не может быть делимым, так как то, что состоит из частей, существует не всегда (если части вместе, оно существует, если же они разъединятся, его не будет). Каждая вещь состоит из частей, считал Демокрит, но и каждая ее часть, в свою очередь, тоже состоит из частей, и так все делится сколь угодно долго.

Но если деление возможно до бесконечности, если все состоит из частей и делимо, тогда что же можно назвать Бытием? Делимое не вечно, а всё является делимым, значит всё не вечно, но Бытие может быть только вечным, следовательно, его вообще нет. Но Бытия не может не быть, что следует из самого понятия. Поэтому необходимо предположить, что всё делится не до бесконечности, а до некоего определенного предела, за которым деление невозможно. Другими словами, существует некая частица, пусть очень маленькая, но неделимая дальше. Будучи неделимой, она не может уничтожиться, потому что не состоит из частей, на которые может распасться. Она существует вечно, следовательно, и является действительной основой Бытия, его носителем, представляет самое Бытие. Делимое по–гречески звучит как «томoс». Отрицательная частица в греческом – «а». Поэтому неделимое – это «aтомос» или «атом». Данное слово, как видим, впервые употребил Демокрит, и уже в течение двух тысяч лет оно существует во всех западных языках.

Конечно, атом в современном смысле – совсем не атом Демокрита. Сегодня данным термином обозначается слишком маленький элемент вещества, но отнюдь не неделимый: мы знаем, что атом состоит из элементарных частиц и имеет сложную структуру. У Демокрита атом – обязательно неделимое и потому вечное, то, что можно считать подлинным Бытием. Ведь единственное свойство атома – это всегда быть. Даже если бы он захотел не быть, он не смог бы это сделать. Атом (неделимое) обречен на неизменное существование, на Бытие. Демокрит в своем учении о постоянной основе всего сущего – атоме (частице мироздания вечной, неделимой и неизменной) - разделяет воззрение элейских философов.

Однако вслед за Гераклитом, он полагал мир вечно меняющимся. Поскольку, как утверждал Демокрит, атомов бесконечно много, они движутся в пустоте и, сталкиваясь, соединяются, существуют какое–то время вместе, потом, под воздействием новых столкновений, разъединяются и вновь движутся, взаимодействуя друг с другом. Соединение атомов приводит к рождению вещей, разъединение – к их гибели. Все предметы, таким образом, возникают и уничтожаются, а мир представляет вечное движение и изменение. Все вещи совершенно различны, но, вместе с тем они, по большому счету, одно и то же, потому что состоят из одних и тех же атомов. Мировое многообразие сводится к одной основе – атомам, движущимся в пустоте. Как за разнообразием мироздания у Фалеса стоит единое начало – вода, а у Анаксимена – воздух, у Пифагора – число, так у Демокрита – атомы. Почему вещи отличаются друг от друга, если сделаны из одного материала? Потому что атомы, из которых они образованы, соединены в каждой вещи по–разному и в различных пропорциях.

Любой предмет – только временная комбинация неделимых частиц и существует только до тех пор, пока они вместе. Вещи либо существуют, либо нет, и поэтому не являются действительным Бытием, другими словами, их, по крупному счету, нет, а существует только то, из чего они состоят – набор неизменных атомов. Точно так же и свойства вещей существуют временно: нет вещи, нет и ее свойств. Таким образом, они тоже, по большому счету, не существуют, поскольку являются лишь порождениями атомных комбинаций. Всё, что мы видим вокруг себя, говорит Демокрит, на самом деле не является настоящей реальностью. За неподлинным миром, который нас окружает, располагается действительный, но невидимый нами мир атомов и пустоты. Он и есть истинно существующее, а всё, что мы воспринимаем чувственно – всего лишь его порождение, и потому эфемерность, фантом, мираж, иллюзия. Нет ни гор, ни небесных тел, ни воды, ни земли, ни воздуха, нет растений и животных, говорит абдерский мыслитель, нет ни холодного, ни теплого, ни сладкого, ни соленого, ни белого, ни зеленого, нет вообще ничего, а нам только кажется, что всё это есть. Единственно и действительно существуют только атомы и пустота.

Для иллюстрации атомистической картины мира Демокрита приведем аналогию. Всем хорошо известен один из видов изобразительного искусства - мозаика: из набора цветных стеклышек или фишек можно составить один узор или орнамент или другой, разнообразные комбинации. Сделаем из них какую–нибудь картинку, потом сломаем ее, построим другую и так далее. Существуют ли реально все эти рисунки? Нет, не существуют, они – только возможность. А что же существует реально? Только данный набор мозаичных стеклышек и больше ничего! Так и мироздание по Демокриту представляет собой не вещи и их свойства, но только сумму атомов, которая и есть единственная реальность.

Рассказ, состоящий из монолога и диалога

Уважаемые дамы и господа! Как известно, в 1911 году Резерфорд предложил непротиворечивую теорию строения атома. Однако ещё за две с половиной тысячи лет до него Демокрит объявил: во всей Вселенной существуют лишь атомы и пустота. «Вихри» атомов, неподвластных нашим чувствам, порождают всё вокруг нас – от крохотной песчинки до галактик.

Сегодня мы можем утверждать: гениальный грек был прав. Атомное учение в очередной раз блестяще подтвердилось в работах наших коллег, причём подтверждение нашлось в такой области, в которой оно меньше всего ожидалось. Речь идёт о так называемой «атомной памяти».

Откуда человек берёт иной раз воспоминания о своей «прошлой жизни»? Почему удаётся ему описать такие подробности, которых не объяснишь ни глубокими познаниями, ни игрой воображения? Объяснить эти странности можно, только признав, что атомы обладают своей собственной «памятью».

И мы сегодня повторим вслед за Демокритом: во Вселенной вечны лишь атомы. Стабильные лёгкие элементы живут тысячелетиями, вступая на более или менее длительный период в соединения, но в конце концов всегда освобождаясь вновь. Следовательно, среди мириад атомов, слагающих тело любого из нас, могут быть частицы, присутствовавшие при открытии Америки или создании Сикстинской капеллы. Но всё это означает, что любой из нас может носить в себе атомы, «принадлежавшие» Колумбу или Микеланджело!

Если связать этот факт с «атомной памятью», получаются очень интересные результаты. В самом деле, если атомы, составлявшие гениальный мозг Микеланджело, «помнят» сведения о его таланте, значит, собравшись вновь в некотором количестве, они породят нового гения.

Благодаря последним разработкам мы можем подтвердить эту гипотезу. Технология, созданная в нашей лаборатории, позволяет «пометить» любой атом, слегка изменив его структуру. Это не отражается на стабильности ядра или электронных оболочек, но атом становится «маяком», обнаружить который можно при помощи специального детектора. И чем больше «меченых» атомов соберётся в одном месте, тем сильнее будет сигнал. И тем больше вероятность, что человек, «заполучивший» эти атомы, обладает талантом.

Сегодня мы с вами заложим грандиозный по своему временному масштабу опыт. Его закончат наши отдалённые потомки.

Присутствующий на сцене господин Шлессер любезно согласился помочь нам, дав для эксперимента свою кровь… Да, закатайте рукав повыше. Все мы знаем, несмотря на свою молодость, он пользуется славой музыкального гения нашего с вами времени.

Пробирку мы поместим под излучатель… Здесь надёжная защита, фон не повысится. Тридцать секунд, пожалуйста. Старт!

Ровно четыреста лет спустя начнётся поиск. При помощи детекторов будут найдены люди, в организме которых содержится больше всего атомов, помеченных нами сегодня. И тогда – я уверен – гипотеза «атомной памяти» подтвердится.

Окно этого зала выходит на реку. Сейчас мы выльем «меченую» кровь в воду. И пусть время вновь соберёт атомы вместе, создав в Будущем гения!

–Здесь сигнал гораздо сильнее. Вот туда, к дальней стороне бульвара.

–Забегаловка?..

–Вряд ли. Пройди над бульваром.

–Ещё усиливается.

–Дайте-ка…

–Снижайся.

–Здесь нет посадочного места.

–Можно вон там, на крыше.

–Садиться?

–Да, на ту крышу. Пошли.

–Неподходящее место для гения. Неуравновешенная психика?

–Посмотрим.

–Сигнал дошёл почти до максимума.

–Теперь будем искать среди прохожих. Направляй приёмник на них. По очереди.

–Проклятье! Вот этот?! Такого не может быть!

–Аппаратура врёт?

–Включи резервный детектор.

–То же самое. Но это же…

–Ну что вы уставились? А ещё интелле… теле… прилично выглядят… Хотите угостить просс… простого человека стаканчиком-другим? Не стесняйтесь.

–Ты не музыкант?

–Я? Боже упаси… Я – поэт. Бывший.

–Писали стихи?

–Да, ещё в институте. Пока не… В общем, давно. Ну, выпить бывшему поэту за ваше здоровье?

–Благодарю… Век… век не забуду вашей щ-щедрости… господа.

–Пойдёмте.

–Что же – эксперимент провалился? Теория неверна?

–Ведь во Вселенной есть только атомы и пустота?

–Что ж… Знаете, в атоме тоже больше всего пустоты.

Уже из мы видим, насколько атомы в представлении древних греков отличны от того, что видела в атомах наука относительно недавних времен и что вкладывает в понятие атома или элементарной частицы наука нашего времени. Для науки XVIII в. атомы-это одинаковые, однородные, точечные массы, движущиеся по законам механики. Современные понятия «химические свойства», «реакционная способность» не могли существовать в системе греческого атомизма. Теория строения или структуры вещества, на которой основывается современная физическая химия, не имеет ничего общего с античным пониманием формы, а представление о «химической связи» навсегда осталось бы непонятным греческому ученому. Итак, атомы - формы, вечно движущиеся в бесконечной пустоте, - это общая основа всего античного атомизма.
Творцами первой атомистической теории в древней Греции считают Левкиппа (начало V в. до н. з.) и Демокрита (около 460 - 370 до и. э.) - уроженца фракийского порта Абдеры. Демокрит развил это учение и распространил на все области знаний. Для многих древнегреческих философов Демокрит был образцом ученого, теоретика, исследователя, который предпочитал бескорыстное искание истины всем жизненным благам. Его жизнь известна нам из многочисленных рассказов и легенд. В одной из этих легенд говорится, что философ ослепил себя, чтобы его мысленное внимание, созерцающее движения невидимых атомов, не отвлекалось обманчивыми видениями внешнего мира. Демокрит очень много путешествовал, приобретал знания по разнообразным предметам, проводил исследования в геометрии, медицине, астрономии и грамматике. Свое сочинение «Малый Диакосмос» он завершил в 420 г. до н. э. Здесь излагались основы атомистического учения в связи с теориями происхождения мира и Земли. Демокрит принял три основных постулата (атомы, пустота и движение) как начала, которые объясняли физические явления. Согласно Демокриту, нельзя уже дальше спрашивать, почему это так, а не иначе. Мы должны принять эти начала, как в геометрии принимаем некоторые недоказуемые аксиомы, чтобы иметь возможность затем выводить из них многочисленные теоремы.
«Начало вселенной - атомы и пустота… - так передает нам учение Демокрита один из поздних греческих писателей. - И ничто не возникает из небытия, не разрушается в небытие. И атомы бесчисленны по разнообразию величии и по множеству; носятся же они во вселенной, кружась в вихре, и таким образом рождается все сложное: огонь, вода, воздух, земля»1. Римский писатель Цицерон рассказывает, что демокритовы атомы, т. е. «неделимые вследствие твердости тела, носятся в бесконечном пустом пространстве, в котором вовсе нет ни верха, ни низа, ни середины, ни конца, ни края, причем атомы в пустом пространстве носятся таким образом, что вследствие столкновений они сцепляются между собой, из чего возникает все то, что есть и что ощущается. Это движение атомов должно мыслить не имеющим начала, но существующим вечно».
Это учение должно быть в конечном счете дать схему, с помощью которой легко объяснять все, что происходит в мире. Но для этого следовало исключить из движения атомов всякую неопределенность и случайность. Иначе нельзя будет вывести (объяснить) то или иное явление из движений атомов. Демокрит считал, что хотя движение атомов хаотично, однако в этом хаосе есть только одна причина изменения движения атома - столкновение его с другим атомом. И если бы можно было проследить путь атома и знать все движения, которые получаются в результате таких столкновений, тогда легко предсказать все, что произойдет в мире. Поэтому в мире не может быть ничего случайного, и мы можем проследить необходимую обусловленность любого самого «невероятного» происшествия. Так, «когда некий житель города Абдеры погиб от того, что пролетавший в это время орел уронил ему на голову черепаху, Демокрит отрицал случайность этого события. Он говорил, что было необходимым именно в этот момент выйти из дома обреченному человеку, именно в такую-то минуту орлу почувствовать голод и отправиться за добычей, было необходимо, далее, что солнце, клонящееся к закату, осветило лысину прохожего и отблеск ее попал в глаза пролетавшему орлу, который принял лысину за камень и бросил черепаху, чтобы разбить ее панцирь».
Эта система объясняла любое событие, которое могло произойти в мире. Поэтому Демокрит говорит, что он «предпочел бы найти одно причинное объяснение, нежели приобрести себе персидский престол». Слепой рок, не преследующий никаких своих целей, по и не знающий ничего о человеческих целях, управляет миром. Именно это всегда и смущало позднейших мыслителей, и мы увидим дальше, как обходят этот вывод другие атомисты.
Подобно тому как видимые случайности есть результат и проявление невидимой необходимости, многообразие чувственных впечатлений может быть, согласно Демокриту, объяснено на основе учения о сочетании атомов. Дело в том, что атом сам по себе не тепел и не холоден, он бесцветен и безвкусен. Вкус, запах, звук зависят от формы и расположения атомов. Они
являются результатом взаимодействия атомов, исходящих из вещи, и атомов человеческого тела. Ученик Аристотеля Теофраст рассказывает: «Демокрит, приписывая форму каждому вкусу, считает сладкий вкус круглым и имеющим большую величину, кислый же - имеющим большую форму, шероховатым, многоугольным и не круглым. Острый вкус - соответственно его названию- острый по форме составляющих его атомов, угловатый, согнутый, узкий и некруглый. Едкий вкус - круглый, тонкий, угловатый и кривой. Соленый вкус - угловатый, большой, согнутый и равнобедренный. Горький же - круглый, гладкий, имеющий кривизну, малый по величине. Жирный же - узкий, круглый и малый».
Именно особенности формы атомов в различных сочетаниях приводят к многообразию качеств. Маленькие, круглые, легкоподвижные атомы огня всюду проникают, все разделяют, разрывают (и тем самым причиняют жгучую боль человеческому телу). Большие, тяжелые и угловатые атомы земли малоподвижны, плотны и легко слипаются в один комок. Атомы вообще могут быть кривыми, якореобразными, крючковатыми, вогнутыми, выпуклыми и т. д.
«Помимо своей формы, атомы, согласно Демокриту, различаются еще положением, или поворотом, как например, буквы Е и Ш (буква Ш получается из Е поворотом на 90°), и порядком или взаиморасположением, как, например, АВ и ВА. Фигура, положение и порядок - три основных источника разнообразной формы предметов, которые могут получаться при сочетании атомов в сложные структуры реальных тел. Сравнение атомов с буквами, а образования множества реальных тел из атомов со слаганием слов и текстов (например, трагедия или комедия) из небольшого числа неделимых букв - это очень точное, глубокое и понятное сравнение; оно часто приводится атомистами для пояснения их основной идеи. Лучше всего говорит об этом в своей поэме «О природе вещей» римский атомист Лукреций:
Так и в наших стихах, постоянно, как можешь заметить, Множество слов состоит из множества букв однородных,
Но и стихи, и слова, как ты непременно признаешь, Разнятся между собой и по смыслу, и также по звуку.
Видишь, как буквы сильны лишь одним изменением порядка.
Что же до первоначал, то они еще больше имеют Средств, чтоб из них возникали различные вещи.
Так с помощью атомов-букв Демокрит пытается читать книгу природы. Если атомов много и они расположены плотно, возникает тяжелое и плотное тело; редко расположенные атомы создают легкое и мягкое тело. Разряжение атомов воспринимается как потепление, наоборот, сгущение - как охлаждение.
Демокрит принимает четыре основных простых цвета: белый, черный, красный и зеленый, сочетанием которых можно получить любой другой цвет и оттенок. Поскольку каждому простому цвету соответствуют однородные атомы, анализ цветового состава тела мог бы быть использован как способ анализа атомистического состава тела - наподобие нашего спектрального анализа.
Однажды образовавшиеся тела, например Солнце, Луна, Земля, могут существовать довольно долгое время и действовать друг на друга. Так, от сочетания солнечной теплоты, земной влаги и ила началось, если верить Демокриту, брожение и гниение, в результате которого образовались первые растения, а затем также и живые организмы.
Имеется несколько свидетельств, говорящих о том, что Демокрит думал объяснить с помощью атомистической гипотезы не только жизнь, но также и душу, и ум, и даже самих богов, которые мыслились им как наиболее общие, наиболее стойкие и наиболее прекрасные скопления атомов.
Так возникает первая картина мира на основе атомистического учения, картина вечно подвижной узорчатой ткани событий и явлений, складывающейся и причудливо изменяющейся в бесконечном кружении, сплетении, сочетании и разъединении абсолютно твердых и неизменных, геометрически правильных телец. Картина, напоминающая бесконечные узоры снежинок, мелькание пылинок в солнечном луче, как об этом рассказывает Лукреций:
Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный луч проникает В наши жилища и мрак прорезает своими лучами, Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света; Будто бы в вечной борьбе они бьются в сражениях и битвах, В схватки бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя Или сходясь, или врозь беспрерывно опять разлетаясь. Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно Первоначала вещей в пустоте необъятной мятутся. Так о великих вещах помогают составить понятье Малые вещи, пути намечая для их постиженья.
Впрочем, это уже нечто большее, чем только поэтический образ. Эта картина по своему физическому механизму представляет собой, как мы знаем, картину броуновского движения, и с помощью очень похожего опыта доказывали реальность атомов в XIX в. Поразительно, что сущность опыта была ясна уже Лукрецию:
Знай же: идет от начала всеобщее это блужденье, Первоначала вещей сначала движутся сами,
Следом за ними тела из мельчайшего их сочетаиья. Близкие, как бы сказать, по силам и началам первичным, Скрыто от них получая толчки, начинают стремиться, Сами к движенью затем понуждая тела покрупнее, Так, исходя от начал, движение мало-помалу Наших касается чувств и становится видимым также Нам и в пылинках оно, что движутся в солнечном свете, Хоть незаметны толчки, от которых оно происходит.
Хотя у самого Демокрита мы не находим такого понимания, однако картину движения пылинок в солнечном луче он также приводит.
Вы помните, что для Демокрита очень важен один момент в понимании атома, а именно: атом есть тельце с идеальной геометрической формой.