追寻物理本质：德谟克利特的原子论继承与发展

德谟克利特继承发展原子论

奠定现代原子科学发展的基石

德谟克利特在自然科学上最重要的贡献，是他继承和发展了留基伯的原子论，为现代原子科学的发展奠定了基石。原子是非常小的，不但肉眼看不出来，就是用显微镜也看不出来。那么在两千年前，原子论是怎么提出来的呢？其实上古时代的原子论不是科学理论，它只是一种哲学的推测。留基伯是古希腊爱奥尼亚学派中的著名学者，他首先提出物质构成的原子学说，认为原子是最小的、不可分割的物质粒子。原子之间存在着虚空，无数原子从古以来就存在于虚空之中，既不能创生，也不能毁灭，它们在无限的虚空中运动着构成万物。

化学原子论和经典物理学上的原子

德谟克利特是留基伯的学生，他继承并发展了留基伯的原子学说，指出宇宙空间中除了原子和虚空之外，什么都没有。原子一直存在于宇宙之中，它们不能被从无中创生，也不能被消灭，任何变化都是它们引起的结合和分离。原子在数量上是无限的，在形式上是多样的。在原子的下落运动中，较快和较大的撞击着较小的，产生侧向运动和旋转运动，从而形成万物并发生着变化。一切物体的不同，都是由于构成它们的原子在数量、形状和排列上的不同造成的。原子在本质上是相同的，它们没有“内部形态”，它们之间的作用通过碰撞挤压而传递。根据这样的理论，德谟克利特还提出了他的天体演化学说，即在一部分原子由于碰撞等原因形成的一个原始旋涡运动中，较大的原子被赶到旋涡的中心，较小的被赶到外围。中心的大原子相互聚集形成球状结合体，即地球。较小的水、气、火原子，则在空间产生一种环绕地球的旋转运动。地球外面的原子由于旋转而变得干燥，最后燃烧起来，变成各个天体。德谟克利特的原子论里没有神存在的空间，他认为原始人在残酷而奇妙的自然现象面前感到恐惧，再加上知识的匮乏，只有臆造出神来解释一切的未知。其实，除了永恒的原子和虚空外，从来就没有不死的神灵。他甚至认为，人的灵魂也是由最活跃、最精微的原子构成的，因此它也是一种物体。原子分离，物体消灭，灵魂当然也随之消灭。德谟克利特发展了留基伯的学说，他的原子论后来又被伊壁鸠鲁和克莱修所继承，再后来被道尔顿所发展，从而形成了近代的科学原子论。但是，他在继承留基伯的原子说时，也延续了留基伯原子不可分的思想，从而留下了永久的遗憾。德谟克利特是这样用原子论解释认识论问题的：从事物中不断流溢出来的原子形成了“影像”，而人的感觉和思想就是这种“影像”作用于感官和心灵而产生的。这就是他的“影像说”。他还区分了感性认识和理性认识。认为感性认识是认识的最初级阶段，人的感官并不能感知一切事物，例如原子和虚空就不能为感官所认识，当感性认识在最微小的领域内不能再看、再听、再嗅、再摸的时候，就需要理性认识来帮助，因为理性具有一种更精致的工具。

德谟克利特所生活的时代，主要是公元前440年后，即希波战争结束后希腊奴隶制社会最为兴旺、科学学术活动欣欣向荣的伯里克利时代。他早年一度经商，但由于他童年的教育，使他淡泊名利和学位，他的教师是有学问的波斯术士与加勒底的星相家。德谟克利特出生在希腊东北方的工业城市阿布德拉的一个富商之家。德谟克利特从小就见多识广。小时候，他作过波斯术士和星象家的学生，接受了神学和天文学方面的知识，对东方文化有着浓厚的兴趣。他在学习和研究的时候非常的专心，经常把自己关在花园里的一间小屋里。一次，父亲从小屋里牵走了一头牛，他都没有察觉。他的想象力很丰富，并且刻意培养自己的想象力，有时他到荒凉的地方去，或者一个人呆在墓地里，以激发自己的想象。德谟克利特长大后，来到雅典学习哲学。后来又到埃及、巴比伦、印度等地游历，前后长达十几年。他在埃及居住了五年，向那里的数学家学习了三年几何。他曾在尼罗河的上游逗留，研究过那里的灌溉系统。在巴比伦，他向僧侣学习如何观察星辰，推算日食发生的时间。回到故乡阿布德拉后，他担任过该城的执政官。在繁忙的政务之余，他始终没有放弃追求哲学和自然科学知识，并且在艺术方面也有了一定的造诣。(www.xing528.com)

德谟克利特

西方文艺复兴后，自然科学的研究日益受到人们的广泛重视，以牛顿力学体系的建立为标志，自然科学进入了一个辉煌的发展时期。由于法国学者伽森第等人的努力，德谟克利特等人的原子论在17世纪得以复活。然而，此时原子论者感兴趣的问题已经不是设想如何组成世界，而是如何在原子论的基础上建立起物理学和化学的基本理论。受到当时力学思维盛行的影响，笛卡尔否认原子的不可分割性，他认为最初的宇宙由大小相同的粒子组成，这些粒子沿封闭曲线形成旋涡，结果造成今天的宇宙基本上由三种不同的粒子组成，这些粒子的性质可由质量、速度和运动的量等进行定量的描述。博斯科维奇则试图以没有大小、只有力学作用的原子模型来说明所有已知的物理现象，这为后来的气体分子运动论打下了基础。然而大多数科学家对原子论的主要兴趣是在化学方面，他们认为原子本身不可发生改变，原子在被纳入更大的单元时，只是采取简单的并列方式。塞诺特已经清楚地区分了基本原子和经过组合而成的原子。玻意耳遵循同样的思路，认识到组合而成的原子是以化学意义上的基本粒子的方式起作用。他在1661年出版了化学史上非常著名的《怀疑派的化学家》一书，用气体是像小弹簧似的粒子的聚集体的概念来解释气体的各种物理现象。近代原子论的建立中，英国伟大的科学家道耳顿做出了不可磨灭的贡献，他通常被看成是科学原子论之父。他把玻意耳、拉瓦锡的研究成果，即化学元素是那种用已知的化学方法不能进一步分析的物质，同原子论的观点结合起来。他提出，有多少种不同的化学元素，就有多少种不同的原子；同一种元素的原子在质量、形态等方面完全相同。他还强调查清原子的相对重量以及组成一个化合物“原子”的基本原子的数目极为重要。关于原子组成化合物的方式，道耳顿认为这是每个原子在牛顿万有引力作用下简单地并列在一起形成的。在化学反应后，原子仍保持自身不变。尽管现代科学的发展在一定程度上修正了原子本身的物理不可分和万有引力将原子连接在一起的观点，但是道耳顿对原子的定义却被广泛地接受下来。

在德谟克利特之前，哲学和美学大都建立在研究大自然上（前苏格拉底时代)。而他，却转向社会、转向人。跨出了一大步。他的原子理论虽然存在着错误和不完善，但对后世物质理论的形成仍具有先导作用。即使在今天德谟克利特的学说仍在起作用，可以说没有他就没有现代自然科学。他被后人誉为第一位“百科全书式的人物”

德谟克利特的主要思想

德谟克利特认为万物的本源是原子与虚空。原子是一种最后的不可分的物质微粒。宇宙的一切事务都是由在虚空中运动着的原子构成。所谓事物的产生就是原子的结合。原子处在永恒的运动之中，即运动为原子本身所固有。虚空是绝对的空无，是源于运动的场所。原子叫做存在，虚空叫做非存在，但非存在不等于不存在，只是相对于由充实的原子而言，虚空是没有充实性的。所以非存在与存在都是实在的。世界是由原子在虚空的旋涡运动中产生的。宇宙中有无数个世界在不断的生成与灭亡。人所存在的世界，无非是其中正在变化的一个。所以他声称：人是一个小宇宙。