这个物质世界到底是由什么东西组成的?组成万物的最小构造到底是什么?微观世界能够无限细分吗?……
这是每一个抱有好奇心和探索心的人,都想搞清楚的终极命题。本期,我来试着解答一下。
今天我们一直追问的问题,古人同样上下求索,甚至他们认为这是核心问题:
古希腊哲学之父泰勒斯认为,『水是万物之本』,水生万物,万物又复归于水。看起来眼熟是吧。这跟老子提出的『水德——水善利万物而有静』挺像。
不过,老子本人对万物本源的答案,却是『道生一,一生二,二生三,三生万物』。这个观点,又跟古希腊大哲人和数学家毕达哥拉斯挺接近,他提出『数是万物之本』。这又跟东方易学——八八六十四卦演绎出来万事万物,貌似相同。
古希腊大哲人柏拉图则跳出二维思考,试图从三维结构找到答案,他认为微观物质都是由完美的多面体构成的。
▲柏拉图的『几何结构说』,由正四面体、正八面体、正二十面体、正六面体、正十二面体组成了所有物质世界。
▲中国古代的五行说,金木水火土,相生相克关系构建了世界。
中国古代最主流的物质本源论是『五行之说』,金木水火土组成的世界,至今还主宰着一些人的思想。
跟这种古典元素思想差不多的,还有古印度的『地、水、火、风』;古希腊泰勒斯的『水、气、火、土』;亚里士多德的『水、气、火、土、以太』。
在整个古代文明史中,最靠近当代科学认知的只有一个——这就是古希腊哲学家德谟克利特的『原子说』,认为物质世界都是由无数个不可分割的原子构成的。「原子」一词在希腊文的本义就是『不可分的』。当然,古人先贤只能提出这个想法,却拿不出任何的实际证据。
以上就是古人对世界本源、物质构成问题的种种典型答案,为了更清晰地梳理,我特意绘制成一张思维导图,如下——
接下来,我们再看看近现代科学认知下的渐进式的答案。
首次把原子概念从哲学思辨引入近代科学的,是英国化学家、物理学家约翰·道尔顿,1803年9月6日,他发表了原子学说,选择这一天是为了庆祝自己的生日。
现在我们知道,物质并不是由原子直接构成的,这中间还隔着一层——分子。7年后,这一层被人揭开了。
1811年,意大利化学家阿伏伽德罗发表了分子学说,物质世界是由分子组成的。但直到50年后,分子假说才被学术界承认。
当化学家们发现越来越多的化学元素之后,开始在各种元素中寻找规律,将它们进行分类,这是那时候的化学家最想找到的答案。
1789年,被尊为「近代化学之父」的法国科学家拉瓦锡,发表了人类史上第一张元素表,将当时已知的33中元素分为四大类。
之后,德国科学家德贝莱纳,又将54种元素分为三大类。
直到大名鼎鼎的门捷列夫,像玩扑克牌一样,最终摆弄出了世界上第一张更具科学性的元素周期表,这是在1869年的某一天。
事实上,早于4年前,英国化学家纽兰兹,也独立提出了一套按照原子量递增法,排出一份元素周期表,只可惜招来的都是嘲笑。
▲门捷列夫1869年排列的元素周期表
现在我们知道,当初门捷列夫排列的元素周期表,跟如今教科书上的已经大不相同——现在都是按照原子序数排列,而是门捷列夫的则是按照原子质量排列的。另外,元素的数目也大大增加了。
不过,这都没丝毫影响到——148年前建立起来的、构成这个物质世界的基本元素认知系统,这是人类科学理性认识物质世界的一次质的飞跃。
就在门捷列夫排列元素表28年后,人类在对物质世界的探索中,再次出现重大飞跃。这一次不是在原子量上,而是在原子的内部。
我们下期细说。
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