第一节 原子学说的起源

世界是由各种各样的物质组成的。人们自然会问，物质是由什么构成的呢？

公元前五世纪，中国的墨翟曾提出过物质微粒说，他称物质的微粒为“端”，意思是不能再被分割的质点。

但在战国时代，有一本著作《庄子·天下篇》中却提到了物质无限可分的思想：“一尺之槌，日取其半，万世不竭。”意思是说，一个短棍今天是一尺，明天取一半，余二分之一尺，后天取一半，余四分之一尺，以此类推， 永远没有尽头。当然，这里并没有提出，也不可能提出用什么方法分割的问题。但在那个时代，我国古代学者就能用思辩的方法来这样提出问题，是难能可贵的。

公元前四世纪，希腊人德漠克利特提出了“原子”的概念，也认为这是一种不能再被分割的质点。后来伊壁鸠鲁又把这一概念大大地推进了一步。罗马人卢克莱修（约公元前 99—55 年）曾用诗句阐明德漠克利特和伊壁

鸠鲁的原子观点：

物体或者说物质要素，

都是由原始粒子集合而成；

虽有雷霆万钧之力，

要破坏物质要素也不可能。

⋯⋯

原始物质，由此可见，是既结实又单纯， 由极小粒子之力牢固抱紧，

但又不是粒子的堆集，

其特征在任何情况下是无穷地单纯。不能从它夺取什么，

也不许缩小其本性， 原始物质，

世世代代，永远长存。

⋯⋯ 原始物质，

在无边无际的真空， 当然不会静止，

反而被迫不断地作各种各样的运动。

⋯⋯

从这里可以看出，古代的原子论者认为：一切物质都由最小粒子的原子组成，原子是不可分割的；原子是客观的、物质性的存在，它是永远地运动着的。

德漠克利特和他的老师留基伯共同创立了古希腊的原子论，认为一切事物的本源，是原子和虚无的空间。按照这种想法，人的感觉器官所感觉到的自然界物质的多样性，都是由原子的多种排列和各种不同的结合方式产生 的。德谟克利特说：“根据现实的感觉，有甜与苦、热与伶、芳香和色彩的存在。但在本质上，仅有原子与空间的存在。我们认为似乎是本体的每一样物体，仅仅只有原子与空间才是真正的实质。”德谟克利特用原子论观点分析了一系列物理现象。他认为，无论是物质从一种状态过渡到另一种状态， 从固体过渡到液体或气体以及相反的变化，还是物体的味道、颜色等等，并不是由于物体内部成分的改变，而是取决于原子的形状、大小、排列的变化和结合方式。

关于德谟克利特的学识，后人有许多传说。据记载，德谟克利特诞生时， 他的家庭正在款待国王。国王为了报答他家的感情，就把身边几个学问渊博的人，留在了他家，以便教育和培养德谟克利特。这个故事未必属实，但德谟克利特的丰富的学识和深刻的思想确实是超人的。

德谟克利特的性格与众不同，他对财产一点儿也不重视。德谟克利特的父亲死后，兄弟们分配土地遗产，他什么也不要，只要一些现金以便作为周游世界、探求知识的路费。他到世界各地听了许多著名学者的讲学，一心思考着学术问题。回到家乡后，他笑话别人碌碌无为；别人却说他不务正业，

整天想入非非，是个“疯子”，并请了当时的大医生给他看病。这位医生与德谟克利特很谈得来，他的“诊断”结果说，德漠克利特井没有病，说德谟克利特有病的人才是有“病”的。从此这位大医生与德谟克利特结下了深厚的友谊。

德谟克利特对那些自以为了不起的人，不以为然。他认为，看重自己无可非议，但觉得自己“了不起”，就是荒谬的。一个人对于自己的狭小的生活圈子来说，也许觉得很重要；但对于整个宇宙来说，只不过是阳光下的一粒尘埃。可见德谟克利特的眼光是何等远大。

古代对物质结构奥秘的探索，只能靠想象，靠思考。那时自然科学还没有从哲学中分离出来，原子只是哲学上的猜想，没有条件靠精密的实验加以证实。尽管原子说是一种很深刻的见解，但终究还是没有科学论证的一种猜测。至于一种物质能否转变为另一种物质，在那时候，科学技术水平还没有达到相应的高度，物质的内幕在理论上也没有揭开，所以只不过是想象而已。

原子是不是真的存在呢？在整个封建时代，没有人去证实它。当时，化学为了适应封建主的特殊要求，走进了炼金术和炼丹术的泥坑，致力于寻求点石成金和长生不老的秘方。不仅如此，它还受到了封建的神学思想的束缚。当时，科学由古代社会的图书馆和科学院搬进了中世纪的教堂。于是，对“圣典”条文的研究代替了对自然的研究。从物质结构的争论，转移到另一种争论，去争论什么一个针尖里能住得下几个天使，以及天使吃些什么东西等等。

就在这样的历史条件下，原子学说在长达二十个世纪的时期里竟为人们所遗忘。

一直到 18 世纪中叶，俄国人罗蒙诺索夫（1711～1765 年）才把原子观点复活起来，1808 年，英国人道尔顿又加以进一步的总结。这样就结束了化学史上的愚昧的炼金时代，保证了化学向前健康的迅速发展。因此，化学中的新时代应该说是从原子论开始的。

这个时代的原子论的基本内容有如下几点：

1. 物质是由最小的微粒——原子组成的。原子就是不能再分的最小的徽粒。

2. 同种的原子在重量、大小和其他性质上都相同。

3. 一切原子都处在不停地运动的状态。

18～19 世纪，原子学说处在创立和发展的阶段，它解释了不少物理、化学现象。但是到了 19 世纪后期，由于科学的进一步发展，发现了许多新的现象，为旧的原子学说所无法解释，因而暴露出严重的缺陷。

这是任何学说的共同发展规律。因为客观事物的本质并不是一下子就会被人们全部加以认识的，而是在人们的不断实践中，被逐渐地认识到的。在更广泛和更深入的实践中，原来的理论就逐渐暴露出缺点，这是很自然的事情。不懂得这个道理的人，面对这种现象，往往十分困惑，甚至很不高兴。认为科学进入了死胡同，再也无法前进。而懂得这个道理的人，面对这种现

象、则会满怀喜悦，认为这是新希望的曙光，并且朝着曙光往前探索，修改原来的理论，开辟出一个科学的新世界来。

原子真是不可再分割的吗？

1869 年门捷列夫（俄国人，1834～1907 年）发表元素的周期律，实际上就是向“原子不可分割”论埋下了一颗炸弹。当人们着手研究元素以及由它所形成的单质和化合物的性质为什么会随着元素原子量的递增而有周期性的变化，以及同族元素性质为什么相似的原因时，必然导致这颗炸弹的爆炸， 从而对“原子不可分割”论产生种种疑点：

元素和元素间为什么有这样紧密的联系呢？如果每个原子都是光秃秃的一颗不可分割的最小微粒，各自独立，互不相关，那么元素间还有什么联系？ 门捷列夫又怎么能找到元素周期律的呢？

合理的分析虽说在当时很难被有的科学家所接受，而又不得不予以承认的，那就是否定“原子不可分割”论，相信原子不是不可分割的，原子有着复杂的结构；正是由于原子内部结构具有某种共同的因素，使元素和元素间的性质有着规律性的联系。元素周期律表明原子还是可以分割的。

门捷列夫的元素周期律开始动摇了原子是“不可分割的”这种根深蒂固的信念，而使这种信念受到摧毁性打击的则是放射性现象的发现。