高中物理 第2章 原子结构 第1节 电子的发现与汤姆孙模型 德谟克利特和古希腊的原子论素材 鲁科版选修3-5.doc

德谟克利特和古希腊的原子论留基伯留基伯（ leucippus ，前500 前440 ），生于希腊米利都，古希腊唯物主义哲学家，原子论的奠基人之一。留基伯和他的主要继承者德谟克利特，把单位自然观更推进一步，并且从生物界扩大到物理世界，提出了原子说。他们认为，世间万物都是由不可分割的物质即原子组成。宇宙间的原子数是无穷无尽的，它们的大小、形状、重量等都各自不同，并且不能毁灭，也不能创造出来。 他们把宇宙的形成解释为：宇宙间的原子在虚空中永远运动着，由于旋涡式的运动，把大的一些原子赶到旋涡中心而形成了地球，而较细小的水、气、火等原子被赶到空间，产生了环绕地球的旋涡运动。地球以外的大原子聚在一起形成湿块，靠它们通过旋涡时的运动变得干燥而燃烧起来形成天体。原子论者认为，生命是从一种原始的粘土中发展起来的，一切生命都是如此。人是宇宙的缩影，因为人含有各式各样的原子。人的呼吸是不断地把原子从人体中排出去，又不断地从空气中吸入人体，因此呼吸停止，生命便结束了。 原子论的宇宙观是完全机械的，认为万物都是预先决定的。原子论是现代科学的基石，早期的原子论同现代的原子论有着本质的差别，它仅仅是一种哲学的推测，是泰勒斯学派解释世界组成思想的发展，并不能成为一种科学的理论。德谟克利特古希腊哲学家，原子唯物论的创立者德谟克利特 (democritus ，前460前370) 出生于色斯雷的海滨城市阿布德拉，是在宇宙原子论的发展方面占有重要地位的希腊自然哲学家。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。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。德谟克利特成人后，来到雅典学习哲学。后来又到埃及、巴比仑、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。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。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。他对留基伯的学说进行加工和提炼形成了自己的宇宙观。最为著名的是他的原子论和用多元和运动来解释宇宙：一切物质都由微粒组成，这种微粒无限小，世上没有比它再小的东西，因此它是不可再分的。（“原子”这个词本身就是不可再分割的意思。）无数的原子在无限的空间或“虚空”中运行；原子是永恒存在的，没有起因，“不可分”，也看不见，相互间只有形状、排列、位置和大小之区别。原子和“虚空”是他提出的最终的现实事物。物质的现象是由原子组合而产生的。虽然一切原子从根本上说是相同的，但例如水的原子是圆而光滑的，它们相互间不能“勾住”，因而就像小球那样相互滚来滚去，而铁的原子则粗糙不平，因而互相粘附在一起成为“固体”；现象中质量的差别（热与冷、硬与软、苦与甜）只是因“惯例”而存在，不是原子本身固有的性质。由于原子是永恒的，因此从这意义上来说，没有任何事物产生和消灭。但是由原子构成的化合物却易于增加和减少，从而可以解释一件事物的出现与消失或“生”与“死”。他认为，既然原子是没有始因的和永恒的，则运动也是如此。德谟克利特见解之准确性达到了不可思议的程度，在这方面他不愧为希腊最杰出的自然哲学家。人们一般认为他的这些观点与现代关于物质结构和宇宙起源说的理论有许多相似之处，但有一本质的不同，那就是德谟克利特的结论产生于思维和直觉知识，是思辨的产物，但现代理论是建立在定量实验和井然有序的数学推理基础上的。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。德谟克利特的天体演化学说经过了两千多年后，在18世纪被康德和拉普拉斯发展为近代宇宙理论。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卢克莱修所继承，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。德谟克利特研究过天文、地质、数学、物理、生物等许多学科，提