科学探索之古希腊人的原子是现代的原子吗?

在探索物质是由什么组成的过程中,人们自然地作出以下思考:一个物体可以拿刀切成两半,那如果我们不停地切下去呢?会变成无限小的小块吗?是不是可以无限分割下去呢?这是一个在探求物质根本组成的过程中关于物质是有限还是无限的哲学思考。

在这个哲学思考中,人们觉得,“无限”应该是一个只在数学理论中出现的词汇,而不应该在现实中存在。因此,物质不可能无限地被分割,而应该有一个最小的基元,它是不可再分的。这也许就是原子论思想的起源。

原子论最早由古希腊人提出,德谟克利特是原子论的主要创始人之一。原子论认为,世界由不可再分的最小基元组成,较之世界是由土、水、火、风等多种元素组成的思想,原子论显得更加简明、科学,更接近于现代科学的观点,至今仍在影响着我们看待世界的观点。

德谟克利特认为,整个世界都由原子和虚空两部分组成,原子这个词在希腊文中就是不可再分的意思,从中也可以看出其背后的思想内涵。他认为,原子是组成一切物质的最基本的物质单元,它如一个点般微小而难以探知,它不可再分,它内部充满而坚实,它不生不灭、数量无限,它处在不断的运动状态中,而唯一的运动就是振动。

那么,从他的思想中我们可以发现什么?

我们可以发现,古希腊人探索的是物质的组成本源。德谟克利特口中的原子并非特指现代化学意义上的原子!现代化学只是借用了这个名词而已。我们在化学课上背得滚瓜烂熟的元素周期表中的氢氦锂铍硼碳氮等元素,仅仅是化学意义上的“原子”,这些“原子”在化学反应中确实已不可再分,各种化学现象都是原子之间的重新排列、组合、分离。如果再继续深入原子内部,就变成了核物理反应而不是化学反应了。

然而,这却不一定是希腊人思想中的原子。

我们之所以认为自己发现了“原子”,可能是因为我们过早地高估了自己,当发现这些化学元素的时候,认为这就是古希腊人所要寻找的原子。在很长的时间里,科学都没能发现这些原子还有内部结构。因此,科学一直都认为这就是“原子”。也因此,当原子内部结构被发现时,我们开始嘲笑希腊人:“原子也不是最基本的单元,它其实还是可以再分的!”然而,实际上错误的是我们,就好像我们发现了太阳系就认为这就是宇宙一样,只是科学发展史上的一个阶段而已。我们根本就没有发现“原子”!我们只是利用了古希腊人发明的名字,用的却不是其真正的内涵,那个最基础的、不可再分的万物组成基元。我们是否该谦虚地低下头,多承认自己的不足呢?还是好好地瞻仰和吸取古代先哲们的思想光辉吧。

而科学发展到今天,经历了量子论对科学的洗礼之后,再回头看看古希腊人的原子,我们发现了什么?物质基元、不可再分、难以探知、不生不灭、不停地振动,这不正是我们口中的弦吗?弦理论,或者说超弦,是我们未来的万能理论的候选者。只不过先哲们认为物质基元是一个小点,而现在认为是一条线,开放的或闭合的;先哲们认为弦就是物质本身,而现在认为弦的振动产生所有的物质。

以目前的理论来说,“弦”也许更符合古希腊人关于原子的思想。虽然弦理论尚未被最终证实,但我们历经艰辛后似乎和古人殊途同归,也不由得感叹吧。从银河系、太阳系到地月系,从细胞、细胞核到核仁,从分子、原子到原子核,从质子、夸克到弦,每一个世界下面都有更小的世界,谁知道现在这个世界是否已探索到终点,这是不是要寻找的那个“原子”呢?

也许,只有真正地理解古代先贤的思想,而不是其字面意思,保持谦虚谨慎的科学态度,人类在探索物质本源上才能不断地取得长足的进步。

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