«Даже когда Солнечная система распадется,
на ее развалинах возникнут новые миры;
атомы, из которых она состоит,
останутся целыми и неизношенными»
(Д.Максвелл)
Составной частью научной картины мира являются представления о строении материи. В истории философии и естествознания самыми плодотворными оказались идеи атомизма, уходящие своими корнями в античную философию.
Возрождение способа построения концептуальных основ динамических явлений вокруг понятия динамической неустойчивости единицы имеет для настоящего миропонимания весьма глубокие последствия и, в частности, оно значительно расширяет наше понимание «закона природы».
Обращаясь к истокам, мы ясно видим, что понимание всеобщего закона, доставшееся нам в наследство от взглядов прославленных отцов-атомистов Парменида, Демокрита, Протагора, от научных изысков 17-18 веков подвергших всеобщей механизации, ньютонизации мироустройство, до интереснейших взглядов ученых наследников атомистической теории строения мира Н.Бора, Л.Розенфельда, И.Пригожина (и, не ограничиваясь лишь этими персоналиями) формировалось в результате изучения простых систем, точнее, систем с периодическим поведением, как движение маятника или планет. Необычайные успехи теорий современных материалистических учений о всеобщем порядке, рожденном в хаосе закономерностей единиц связаны со все более изящной и абстрактной формулировкой инструментов описания, в центре которого находятся системы с периодическим поведением. Именно простые системы (за единицу системы возможно принять атом) являются тем частным случаем, в котором становится достижимым идеал исчерпывающего описания. Знание закона эволюции простых систем позволяет располагать всей полнотой информации о них или же по любому единичному состоянию системы однозначно определять ее будущее (вплоть до «случайной теории») и восстанавливать прошлое.
Античные мыслители заметили, что окружающий человека предметный мир природы, с одной стороны, подвижен и изменчив, а с другой – при всех своих изменениях - остается стабильным. Отсюда была допущена аналогия свойств предметов: в основе вещей лежит некая неизменная субстанция, из которых они образованы.
Древнегреческий философ Левкипп и его ученик, глава школы атомистов Демокрит заложили основы концепции атомизма, получившая свое развитие в трудах Эпикура и Лукреция Кара. Эта концепция разработана и выстроена логически строго. В ней за основу всего сущего берутся мельчайшие неделимые частицы. Античными мыслителями в качестве исходных посылок приняты еще две const. – существование пустого пространства и движение атомов (как их изначальном свойстве). Из этих трех посылок выстраивается концепция античного атомизма, объясняющая вещи и процессы сущего. Обратимся к примерам изначальной единицы в концепциях Парменида и Демокрита, где главная антитеза плюралистической онтологии — атомы и пустота. Атом, или же единица, («неделимая сущность») есть мельчайшее тело, неделимое по той же причине, по какой неделимо «бытие»: деление предполагает наличие пустоты, но внутри атома по определению пустоты нет. Как и бытие у Парменида, атомы Демокрита вечны и неизменны. Введение атома традиционно понимается как реакция на проблему деления до бесконечности, Если бы атомов не было, процесс деления любого физического тела был бы бесконечен, и мы получили бы одну конечную вещь, состоящую из бесконечного количества частей, что абсурдно. Пустота в системе выступает как принцип дискретности, множества и движения атомов, а также как их «вместилище». Атомы движутся в пустоте беспорядочно, иногда они сталкиваются и отскакивают друг от друга, но иногда сцепляются в разных сочетаниях, что означает образование вещей с различным качеством. Атомы вечны, а вещи, образованные из них, гибнут, но сами эти атомы остаются, они далее могут образовывать новые вещи – такова суть мироздания.
Подлинно триумфальным было шествие концепции атомизма в эпоху Нового и Новейшего времени. «Мне представляется, - отмечал И.Ньютон, - что Бог с самого начала сотворил вещество в виде твердых, весомых, непроницаемых, подвижных частиц и что этим частицам он придал такие размеры и такую форму и такие другие свойства и создал их в таком относительных количествах, как ему нужно было для этой цели, для которой он их сотворил.
Эти первичные частицы абсолютно тверды: они неизмеримо более тверды, чем тела, которые из них состоят, настолько тверды, что они никогда не изнашиваются, не разбиваются в дребезги, так как нет такой силы, которая могла бы разделить на части то, что сам Бог создал нераздельным…»
В 19 веке концепция атомизма разрабатывается на естественнонаучной почве. Проведено было различие между атомом и молекулой. В трудах Д.Дальтона, А.Авогадро, Я.Барцелиуса закладывается представление об атомах как мельчайших частицах химических элементов. Идея атомизма в термодинамике воплощается в форму молекулярно-кинетической теории. В своей речи, произнесенной на съезде Британской ассоциации в Бредфорде Д.Максвелл, один из основоположников статической физики, отмечал: «При мысленном делении вещества, следовательно, мы должны в воображении дойти до атома, который, как буквально значит это слово, не может быть разделен пополам, - такова атомистическая картина Демокрита, Эпикура, Лукреция, я могу прибавить, и вашего лектора».
Эмпирическое обоснование теоретической концепции атомизма дал Д.Менделеев, открыв закон периодической зависимости свойств химических элементов от их атомного веса. В конце 19 века исследователи радиоактивного распада А.Беккерель, М. Кюри и П.Кюри получили данные, свидетельствовавшие о делимости атома. Тогда же Д.Томпсон открыл электрон. В начале 20 века Э.Резерфорд выдвинул планетарную модель строения атомов. В подтверждение теории существования стабильных атомов (как антитеза потери энергии электроном в результате его движения вокруг ядра атома) Н.Бор воспользовался понятием кванта, открытого М.Планком.
Сегодня стабильность атомов определена временем их жизни примерно 10;° лет, то есть можно сделать допущение, что они практически вечны, тем самым подтверждая правоту Демокрита. К 30-м годам 20 века в трудах немецких ученых В.Гейзенберга, М.Борна, П.Иордана, австрийского физика де Бройля, английского физика-математика П.Дирка формируется квантовая механика, пройдя путь от противоречий в исследованиях М.Планка и Н.Бора до последовательной теории с ясными физическими основами и стройным математическим аппаратом. Было установлено существование трех фундаментальных (элементарных) частиц, из которых слагается вещество, - протон, нейтрон и электрон. К концу 90-х годов 20 века в естественно-научном мире было доказано существование предположительно 400 частиц и античастиц (мюоны, пи-мезоны, К-мезоны, антипротон, антинейтрон, гиперон, резонансные частицы и многие другие, классифицированные как адроны и лептоны). Все это многообразие микрочастиц существовало с момента зарождения Вселенной, когда материя была еще плотной и горячей, когда еще не происходило образование ядра атома, существовали и после образования вещества, существуют и в нынешнее время.
Само понятие элементарной частицы связано с проблемой ее материального существования – энергией и импульсом. Элементарная частица – это квант поля, то есть структурная волна (М.Планк). Представить ее как бесструктурное дискретное образование невозможно, но и абсолютизировать одну только волновую характеристику элементарной частицы неправомерно, поскольку идея должна выражать дискретные свойства материи. Теоретически эту идею обосновал американский физик-теоретик М.Гелл-Ман, введя понятие кварков как прачастиц материи (взаимодействие электронов с протонами указали на существование внутри протона точечных независимых друг от друга объектов, протон перестал быть целостной единицей). Гипотеза кварков обрела статус общепризнанной в научном мире теории: частицы и античастицы образованы из кварков, подобно тому, как ядра атомов образованы из протонов и нейтронов.
Что же произошло с понимаем «неделимой сущности» в гносеологическом отношении на современном этапе?
Современные ученые, как и античные атомисты, постоянно находятся в поиске чего-то простого, лежащего в основе сущего. Античные атомисты считали достаточным понять атом из которых образованы вещи, для того, чтобы познать окружающий мир. Этот метод конструктивного теоретического моделирования был воспринят всей классической физикой. Теперь познавая атом, было установлено из чего они образованы – из элементарных частиц. И сами элементарные частицы – адроны – образованы соединением прачастиц материи – кварков. Открытие кварков и антикварков – 12 фундаментальных частиц, а также лептонов и антилептонов – призвано объяснить почти все многообразие микрочастиц. Это ли не триумф идей атомизма в современной научной форме?
Далее, некоторые ученые выдвинули предположение, что кварки и лептоны также состоят из более мелких частиц – прекварков. К такому выводу приходит английский астрофизик П.Дэвис («Случайная Вселенная»). Возможно, что эта последовательность все более мелких строительных блоков материи неисчерпаема и истинно элементарных частиц не существует. Но если отвлечься от априорных предположений и следовать данным современной науки, то мы должны признать, что кварки и лептоны являются бесструктурными фундаментальными строительными блоками всего сущего.
Квантовая и волновая механика развила идеи античного атомизма, естественнонаучного атомизма Нового и Новейшего времени и включает в себя в себя их положительное содержание. В современной форме атомизма сфокусирована в сжатом виде богатая научная информация.
«Если бы в результате…мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего числа слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это атомная гипотеза: все тела состоят из атомов, маленьких частиц, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижалось к другому. В одной этой фразе…содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить немного воображения и чуть соображения» (Р.Фейнман).
Историю развития атомистического учения можно представить в виде книги, где античная атомистика – это лишь введение в мир науки познания сути вещей, а достижения современной науки – одна из первых глав, изучив которую, человечество получило лишь среднее образование. Так, по крупицам собирая знания, мы пытаемся понять миропорядок и определить свое место в нем. И то, что нам откроет очередная глава, какие новые проблемы и их решения возникнут на страницах этого воистину «священного писания», каков будет методологический подход к изучению проблемы, во многом зависит от понимания самой сути проблемы. Сегодня проблема понимания предельного перехода от нашего финитивного знания к идеальному описанию, являющего бесконечную точность, приобретает решающее значение. Только бесконечно точное описание, подразумевающее, что все знаки бесконечного десятичного разложения элементарных частиц (чисел), зарождающих мгновенное состояние системы, известны, могло бы позволить отказаться от рассмотрения любой системы в терминах случайности (что, как нельзя лучше, отражено в идее Брюссельской школы, существенно опирающейся на работы И.Пригожина, как новую всеобъемлющую теорию изменения стабильной единицы), и восстановить идеал детерминистического динамического закона развития мира.
Современная наука подняла идеи атомизма на небывалую высоту. Оказывается, что, исходя всего лишь из восьми фундаментальных прачастиц, можно объяснить обычное состояние любой системы Вселенной. О такой форме атомизма прежние мыслители не могли и мечтать.
И, все же, вопросов остается еще много, один из которых: придает ли современной естественнонаучной картине мира относительную завершенность трактовка материи в современной форме атомизма?
Современная цивилизация достигла необычайных высот в искусстве расчленения целого на части, на мельчайшие компоненты. Мы изрядно преуспели в этом искусстве, преуспели настолько, что нередко забываем собрать разъятые части в то единое целое, которое они некогда составляли. Мы имеем обыкновение не только вдребезги разбивать любую проблему на осколки размером в байт или того меньше, но и нередко вычленяем такой осколок с помощью весьма удобного трюка. Мы произносим: «При прочих равных – Ceteris paribus», и это заклинание позволяет нам пренебречь сложными взаимосвязями между интересующей нас проблемой и остальной частью Бытия.