Fråga:
Vilka var de dominerande icke-atomära teorierna om materien under 1800-talet?
Paul Siegel
2014-10-29 17:55:22 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Från vad jag har läst cementerades teorin om materien av ett papper från 1905 av Einstein där han förklarade den oregelbundna rörelsen av en bit pollen suspenderad i vatten med antagandet att vatten är gjort av små molekyler. Frågan om materia var atomisk lades sedan till vila med uppkomsten av atomfysik.

Min fråga är: vilka var de mest övertygande icke-atomära teorier om materia? Upplevde de några vetenskapliga fördelar jämfört med atomism?

"Det avgörande slaget för materiens atomteori" - Erm, stötte inte tanken på Brownian-rörelse starkt * atomteorin? Eller menade du att slaget var lastbil * för * atomteorin * mot * andra teorier?
@HDE226868 I själva verket försökte jag kommunicera att Einsteins förklaring av den brunianska rörelsen övertygande stödde atomär teori om materia.
Det här är en mycket bra och mycket svår fråga att svara på. Låt oss börja med det faktum att fram till 16-17-talet många människor bara inte brydde sig *. Detta berodde på en stark rörelse inom alkemi som vid den tiden inte berörde vilken materia som gjordes av. Det fanns ingen accepterad teori fram till 1700-talet så vitt jag vet. Det fanns en stark skillnad mellan diskret och kontinuerlig materiestruktur. Atomism härstammar från grekerna där atomer på jorden, eld, luft och vatten är platoniska fasta ämnen. Men hylomorfism var också en grekisk idé, i vilken materia var kontinuerlig och hel.
Ett svar:
#1
+18
Michael Weiss
2014-11-02 20:12:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Alla teorier om materia, från och med de antika grekiska filosoferna, kan klassificeras som antingen kontinuerliga eller diskreta (dvs. partikelformiga). Denna dikotomi beror på Aristoteles.

Aristoteles ansåg att materien var kontinuerlig: oändligt delbar. Aristoteles trodde att ett vakuum var omöjligt (han hävdade att han bevisade detta). Eftersom en partikelteori kräver ett vakuum mellan partiklarna utesluter det atomism för Aristoteles och hans anhängare. Stanford Encyclopedia of Philosophy är en bra utgångspunkt för Aristoteles materiafilosofi; här är avsnitten om Hylomorfism och Substans mest relevanta. Aristoteles tanke är, som vanligt, komplicerad: han tillät att det för vissa typer av ämnen (t.ex. blod, ben) fanns en minsta mängd av den som skulle behålla karaktären av bulkämnet.

Atomism går tillbaka till de forntida grekerna, Leucippus och hans student Democritus ges kredit. Dessa två tankeströmmar kvarstår, som du säger, ända fram till 1900-talet.

Galileo i en lång passage i Dialogen om de två viktigaste världssystemen diskuterar material vs. abstrakta former, t.ex. en matematisk sfär mot en sfär gjord av brons. Håller geometrinsatserna för materiella föremål? Galileo (genom hans munstycke Salviati) säger ja. Det är sant att bronsfären antagligen inte är perfekt, men den motsvarar perfekt någon matematisk form. Dessutom finns det i princip ingen anledning till varför vi inte kunde ha en bronsfär som matchade den matematiska sfären perfekt. Det är uppenbart att dessa åsikter är oförenliga med atomens syn på materia.

Teorier om massmaterial, som flytande dynamik eller fast mekanik (gemensamt kallad kontinuummekanik), använder kontinuerliga modeller av materia. Numera betraktas dessa som bekväma fiktioner. Jag är inte säker på pionjärernas åsikter här (Hooke, Euler, Ricatti, Young). Galileos arbete med hur styrka beror på storlek är välkänt, och som sagt var han inte atomist.

Hoppar över till 19: e C: kapitlet "Molekylernas verklighet" i Pais Einstein-biografi Subtile is the Lord ... täcker marken kortfattat. På sidan av atomism verkar både Daltons lag med flera proportioner och Gay-Lussacs lag om att kombinera volymer som kraftfulla argument för atomism. Prouts hypotes (att alla atomvikter är multiplar av atomvikt för väte) verkar också vara fast atomistisk. Men Pais skriver:

Ändå betraktade Prout inte sin hypotes som en ledtråd för atomen. "Det ljus som jag alltid har varit van vid att betrakta [atomhypotesen] har varit ... som en konventionell konst, mycket bekväm för många ändamål men som inte representerar naturen."

Att citera Pais igen: "Den huvudsakliga debatten mellan kemister var huruvida atomer var verkliga föremål eller bara mnemoniska anordningar för kodning av kemiska regelbundenheter och lagar." Med andra ord, berättar atomhypotesen oss något nytt, utöver vad vi redan kan härleda direkt från lagarna i Dalton och Gay-Lussac?

Bland fysikerna var argumentet centrerat kring den kinetiska teorin om gaser . Mach och Ostwald var atomismens mest kända motståndare. Vid en adress som Ostwald höll 1895 angrep han atomismen med ett argument som Loschmidt redan framförde tjugo år tidigare: på mikroskopisk nivå är alla kända fysiklagar tidsvändbara, men på makroskopisk nivå har vi entropi och uppenbar irreversibilitet.

Du frågar om vetenskapliga fördelar med kontinuitetsteorier framför atomism. Vi bör vara försiktiga med att inte importera moderna idéer om vetenskapligt bevis i tidiga perioder (syndhistoriker kallar presentism eller whiggism). Det vi avfärdar som metafysiska eller kanske språkliga argument höll stor vikt genom större delen av vetenskapens historia. Parmenides argument mot vakuumet - att tala om en sak, man måste tala om en sak som finns - var övertygande för många. Medan Aristoteles avvisade Parmenides argument, hade han sina egna filosofiska "bevis" på omöjligheten av ett tomrum, baserat på hans rörelseteorier.

Ett metafysiskt argument som är mer välsmakande för moderna öron är Occams rakhyvel: "enheter bör mångfaldigas inte utan behov ". Med andra ord, antag inte att det finns något om det inte finns testbara konsekvenser. Detta är argumentet som används i relativitetsteorin mot absoluta rymden och i kvantmekanik mot klassiska banor för partiklar. Mach och många kemister ansåg att atomhypotesen inte gav något utöver regelbundenheterna (som lagarna i Dalton och Gay-Lussac) som användes som argument för det. fördel framför mindre utvecklade teorier med flera varianter. Under 1800-talet presenterade "atomisterna" på intet sätt en enhetlig front. Var atomer delbara eller inte? Vad exakt var skillnaden mellan en atom och en molekyl? Kemister talade om skillnaden mellan kemiska och fysiska molekyler, utan konsensus om vad skillnaden var eller om det ens fanns en. (Numera säger vi ingen skillnad.) Maxwells och Boltzmanns arbete med statistisk mekanik verkade bara reproducera, med stora matematiska svårigheter, resultat som enkelt erhölls med klassisk termodynamik, en kontinuerlig teori.

Slutligen betraktade många fysiker (som Planck under många år) termodynamikens andra lag som absolut och inte bara statistiskt sant. Jag har redan noterat Loschmidts förödande argument.

Jag kommer att avsluta med en tung-i-kind-anmärkning. Om strängteori håller, betyder det kanske att kontinuummassan hade rätt hela tiden?

Detta är ett enastående svar - tack! Jag uppskattar särskilt att du påpekade Loschmidts argument, som jag var medveten om men vars ursprung jag inte visste.
"Numera betraktas dessa som bekväma fiktioner." Är inte allt? Åh vänta, det här är inte * vetenskapens filosofi *. Tackgrupper för det här svaret, jag klickade bara på det här eftersom jag letade efter något annat men det verkade intressant, och det är det!


Denna fråga och svar översattes automatiskt från det engelska språket.Det ursprungliga innehållet finns tillgängligt på stackexchange, vilket vi tackar för cc by-sa 3.0-licensen som det distribueras under.
Loading...