疯狂追问!从古巴比伦到现代,深挖“物质最小单元”的终极真相

嘉慧浏览趣事 2025-01-16 00:47:17

你有没有想过,要是把一个东西不停地分割下去,最后会看到啥?

有人觉得是原子,也有人说是质子、夸克。没错,这是咱们对世界有了一定认知后给出的答案。可要是再把夸克接着分割,又会瞧见什么呢?

说到底,物质到底是由啥基本单元构成的,从古至今,这一直是个哲学难题。毕竟,人眼又看不见这些微观玩意儿,所以各种猜测层出不穷。

就拿古巴比伦人和古埃及人来说,他们觉得水、空气、土壤是组成世界的关键元素,毕竟这三样在日常生活里太重要了。

到了古希腊时期,米利都的哲学家泰勒斯站出来,宣称万物的本质就是水,土和气不过是水的另外两种形态。

但另一位哲学家阿纳克希曼德却不认同,他觉得光有土、气、水还不够,得加上火,于是最早的“四元素说”诞生了,也就是土、气、水、火构成世界。

在米利都学派的一些哲学家眼里,这四种元素还能相互转化,打个比方,水被火一烧就变成气,本质上就是一种元素,为此,他们还争得不可开交。

后来,哲学家恩培多克勒出来打圆场,说别争啦,这四种元素都是基本的,还首次构建起四元素并存的哲学体系,写了本《论自然》。他认为,土、气、水、火虽是构成世界的基本元素,但靠“爱”与“恨”这两个元素才联系在一起。

咱们中国古代也有类似看法,五行相生相克,金木水火土这套理论,也是古人探索世界的方式。这种对物质种类的早期探索,为后来的化学理论打下了基础,毕竟化学就是研究物质元素、元素反应这些事儿的。

话说回来,就在人们一门心思研究元素的时候,有一群当时看起来不太主流的人,琢磨的是物质构成,也就是开头问的,物质的最小单元能小到啥程度。

米利都的哲学家留基伯流浪到色雷斯后,开了个学堂讲学,讲的就是他自创的“原子论”,他说不管是土、气、水、火,所有物质都是由一种叫原子的、不可再分的小东西构成的,这原子特别小,肉眼根本看不见,现在的“Atom”这个词,在希腊语里就是“不可再分”的意思。

留基伯有个学生叫德谟克利特,把老师的观点进一步发展,说宇宙是由不可再分的原子和虚空组成的。不过,为啥这说法当时不入流呢?

因为原子看不见、摸不着,哪像土、气、水、火那样实实在在,信的人自然就少,还遭到柏拉图这些人的批评。但别小瞧它,原子论对科学发展的影响可是极为深远的。

后来,有个自学成才的化学家道尔顿盯上了古希腊人说的这种不可再分的原子。道尔顿出生在英格兰,家境贫寒,上不起贵族学校,只能去教会学校念书。

12岁时,老师退休,他就接手讲课,够厉害吧!后来,他又去远亲开的学校教英语。在这期间,道尔顿结识了盲人科学家约翰・高夫,受其影响,他喜欢上数学和化学,经过刻苦钻研,1803年底,在英国皇家学会做了一场原子论的报告,正式提出现代原子论。

道尔顿把元素说和原子说结合起来,他觉得两者并不冲突,只是思考角度不同。元素有好多类,每种元素都对应着自己的最小单元,也就是原子,原子就是能保持元素化学性质的最小单位,这个定义沿用到现在。不过在当时,几乎没人相信他这套理论。

到了19世纪末、20世纪初,不少物理化学界的大佬都公开反对道尔顿的原子假说。像1909年的诺贝尔化学奖得主、德国化学家奥斯特瓦尔登,就直言不信原子那一套,还放话得亲眼看见才信。

好在后来放射性、布朗运动等一系列实验有了新发现。

特别是1908年,法国物理学家让・佩兰利用布朗运动重做实验,测算出原子的平均大小,还发现沉淀平衡,这才确凿证实原子真的存在,他也因此荣获1926年诺贝尔物理学奖。

虽说科学家证明了原子存在,可还有个疑问冒出来:有没有比原子更小的东西呢



文本来源@返朴的视频内容

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