Das Atommodell von Demokrit ist eine der ersten bekannten Theorien über die Natur der Materie. Demokrit von Abdera, ein griechischer Philosoph, der um das 5. Jahrhundert v. Chr. lebte, war einer der ersten, der vorschlug, dass alles, was existiert, aus kleinen unteilbaren Teilchen besteht, die „Atome“ genannt werden (vom griechischen „á-tomos“, was „ohne Teilung“ bedeutet). ").
Die Vorstellung, dass Materie aus separaten Einheiten besteht, ist sehr alt. Es kam in vielen alten Kulturen wie Griechenland und Indien vor. Das Wort „Atom“ stammt aus dem Altgriechischen. ἄτομος, was „unteilbar“ bedeutet, wurde vom vorsokratischen griechischen Philosophen Leukipp und seinem Schüler, dem griechischen Philosophen Demokrit (460-370 Jahre v. Chr.), erfunden.
Eines der Merkmale dieses Atommodells ist, dass Demokrit das Konzept eines Atoms als den kleinsten Teil definierte, in den ein chemisches Element unterteilt werden kann. Demokrit stellte fest, dass die Zahl der Atome unendlich ist, sie nicht erschaffen werden und ewig sind und dass die Eigenschaften eines Objekts von der Art der Atome abhängen, aus denen es besteht.
Diese Theorie wurde später von dem späteren griechischen Philosophen Epikur (341–270 v. Chr.) und dem römischen epikureischen Dichter Lucretius (99–55 v. Chr.) verbessert und weiterentwickelt.
Obwohl Demokrits Atommodell eine innovative Idee und einer der ersten Versuche war, Materie aus einem naturalistischen Ansatz zu verstehen, gab es keine experimentellen Beweise, die es untermauerten. Die Atomtheorie fand zu ihrer Zeit aufgrund des Einflusses anderer Philosophen wie Aristoteles, der auf der Grundlage der Idee der vier Elemente (Erde, Luft, Feuer und Wasser) eine gegenteilige Ansicht vertrat, keine breite Akzeptanz.
Die Idee der Atome wurde viele Jahrhunderte später wiederbelebt, insbesondere durch die Arbeit von Wissenschaftlern wie John Dalton im 19. Jahrhundert, der das Atomkonzept auf der Grundlage experimenteller Beweise wiederbelebte.
Grundprinzipien des Atommodells von Demokrit
Die wichtigsten Elemente, die das von Demokrit von Abdera vorgeschlagene Atommodell definieren, sind die folgenden:
Unteilbarkeit von Atomen
Demokrit schlug vor, dass Materie aus unteilbaren Teilchen besteht, die Atome genannt werden .
Ihm zufolge ließen sie sich nicht in kleinere Teile zerlegen; Es war die ultimative Grenze der Teilung. Für ihn würde jede Substanz, wenn sie in immer kleinere Stücke zerschnitten würde, schließlich zu einem Teilchen führen, das nicht mehr weiter geteilt werden könne, und das sei das Atom.
Diese Idee stand im Gegensatz zu früheren Vorstellungen, die glaubten, dass Materie kontinuierlich sei und ins Unendliche geteilt werden könne. Obwohl wir heute wissen, dass Atome aus subatomaren Teilchen (Protonen, Neutronen und Elektronen) bestehen, war Demokrits Idee für seine Zeit revolutionär.
Vielfalt an Formen und Größen
Demokrit glaubte, dass Atome in Form, Größe und Anordnung unterschiedlich seien . Diese Unterschiede waren seiner Theorie zufolge für die unterschiedlichen Eigenschaften der Materialien verantwortlich. Zum Beispiel:
- Atome in harten Substanzen wie Eisen könnten komplexere oder ineinander verschlungene Formen haben.
- Atome in Flüssigkeiten wie Wasser können weich und glatt sein, sodass sie leicht fließen können.
- Die unterschiedlichen Kombinationen von Atomen in Form und Größe würden die unterschiedlichen Arten von Materie und Eigenschaften erzeugen, die auf der Welt beobachtet werden.
Obwohl er keine Möglichkeit hatte, Atome direkt zu beobachten, gelangte Demokrit zu diesen Schlussfolgerungen durch einen logischen Prozess, der auf den beobachteten Eigenschaften von Substanzen basierte.
Leerer Raum (leer oder „kenón“)
Damit sich die Atome bewegen und ihren Platz wechseln konnten, postulierte Demokrit die Existenz eines Vakuums , das die Atome umgab. Dieses Vakuum ermöglichte es den Atomen, sich zu bewegen und neue Kombinationen zu bilden.
Gäbe es zwischen den Atomen keinen Hohlraum, wäre die Materie seiner Theorie zufolge fest und unbeweglich. Diese Idee des leeren Raums war für sein Modell von entscheidender Bedeutung, da sie erklärte, wie sich Substanzen und Objekte in der beobachtbaren Welt verändern können.
Das Konzept eines Vakuums war zu seiner Zeit radikal, da die meisten Philosophen, wie beispielsweise Aristoteles, die Existenz eines Vakuums ablehnten und argumentierten, dass der Raum mit irgendeiner Substanz gefüllt sein müsse.
ewige Bewegung
Laut Demokrit befanden sich Atome in ständiger und unaufhörlicher Bewegung. Diese Bewegung war ewig und spontan, ohne dass es eines äußeren Anlasses bedarf, um die Bewegung auszulösen oder aufrechtzuerhalten.
Diese Idee widersprach früheren Theorien, die darauf hinwiesen, dass Veränderungen in der Welt das Eingreifen einer göttlichen Kraft oder eines göttlichen Agenten erforderten.
Die Bewegung der Atome ließ sie miteinander kollidieren, sich verbinden und neue Strukturen bilden und erklärte auf diese Weise Veränderungen in der Natur, etwa das Wachstum, den Zerfall oder die Umwandlung von Stoffen.
Mechanische Natur des Universums
Demokrits Modell ist mechanistischer Natur , das heißt, es greift nicht auf übernatürliche Erklärungen oder mysteriöse Kräfte zurück, um Naturphänomene zu erklären.
Alles im Universum, von festen Objekten bis hin zu Lebewesen, bestand aus sich bewegenden Atomen, und alle Veränderungen und Prozesse auf der Welt könnten als Ergebnis von Kollisionen, Vereinigungen und Trennungen dieser Atome verstanden werden. In diesem Sinne war seine Vision des Universums deterministisch : Naturphänomene konnten vollständig durch die materiellen Wechselwirkungen zwischen Atomen erklärt werden, ohne dass der göttliche Wille eingreifen musste.
Unendlichkeit, Nichtschöpfung und Ewigkeit der Atome
Eines der Grundprinzipien des Atomismus Demokrits ist die Vorstellung von Atomen als unendliche , ungeschaffene und ewige Einheiten . Dieser Punkt ist für das Verständnis seiner materialistischen Sicht auf das Universum und die Unveränderlichkeit der Materie von wesentlicher Bedeutung.
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Unendlichkeit der Atome : Demokrit postulierte, dass die Anzahl der Atome im Universum unendlich sei . Diese Idee ermöglichte es ihm, die Vielfalt der Formen und Phänomene in der Welt zu erklären. Da Atome unendlich sind, können sie sich auf unbegrenzte Weise verbinden, was die Existenz der gesamten Vielfalt beobachtbarer Objekte, Wesen und Phänomene rechtfertigt. Darüber hinaus erschöpfen sich die Atome nie, da sie unendlich sind, und die Kombinationen von Materie bleiben im Universum ständig bestehen.
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Nicht erschaffene Atome : Laut Demokrit wurden Atome weder erschaffen noch können sie zerstört werden, was bedeutet, dass das Universum keinen zeitlichen Ursprung hatte. In seinem Modell existierten Atome schon immer und werden auch weiterhin existieren. Dadurch entfiel die Notwendigkeit eines göttlichen oder übernatürlichen Eingreifens zur Erklärung des Ursprungs der Materie, da das Universum einfach existiert und schon immer existiert hat.
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Ewigkeit der Atome : Die Idee, dass Atome ewig und unveränderlich sind, ist für seine Vision von entscheidender Bedeutung. Obwohl aus Atomen bestehende Objekte sich umwandeln, zersetzen oder verändern können, bleiben die Atome, aus denen sie bestehen, intakt und dauerhaft . Diese Ewigkeit der Atome garantiert die Unzerstörbarkeit der Materie auf ihrer grundlegendsten Ebene und stellt sicher, dass die Grundkomponenten der Realität konstant bleiben, obwohl sich die beobachtbare Welt ändert.
Entwicklung des Demokrit-Modells
Das im 5. Jahrhundert v. Chr. formulierte Atommodell von Demokrit war bahnbrechend, als es vorschlug, dass Materie aus unteilbaren Atomen besteht. Es mangelte jedoch an experimentellen Beweisen und sie wurde der Theorie der vier Elemente des Aristoteles zugeschrieben, die jahrhundertelang das wissenschaftliche Denken dominierte.
Der Atomismus wurde im 4. Jahrhundert v. Chr. von Epikur wiederbelebt , der die Idee der Clinamen (spontane Abweichung von Atomen) einführte, um den freien Willen zu erklären. Diese Version wurde vom römischen Dichter Lucretius in seinem Werk „De rerum natura“ verbreitet .
Erst im 17. Jahrhundert, mit dem Fortschritt der modernen Wissenschaft, tauchten atomistische Ideen wieder auf. Philosophen wie Pierre Gassendi stellten den Atomismus als Alternative zu aristotelischen und scholastischen Ansichten wieder her. Dann, im 19. Jahrhundert, entwickelte John Dalton die erste moderne Atomtheorie, die auf experimentellen Beweisen basierte. Daltons Atommodell ging davon aus, dass jedes Element aus einzigartigen Atomen besteht und dass chemische Reaktionen Kombinationen dieser Atome sind. Dies stellte eine wichtige Weiterentwicklung des Atomismus von Demokrit dar, die nun durch Experimente gestützt wird.
1897 entdeckte JJ Thomson das Elektron. Thomsons Atommodell zeigte zum ersten Mal, dass Atome nicht unteilbar waren, wie Demokrit dachte, sondern dass sie eine innere Struktur hatten.
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts verfeinerten Ernest Rutherford und Niels Bohr das Modell und enthüllten einen zentralen Kern mit Protonen und Neutronen, der von umlaufenden Elektronen umgeben ist.
Schließlich vervollständigte die Quantenmechanik von Heisenberg und Schrödinger das Bild und beschrieb das probabilistische Verhalten subatomarer Teilchen.
Philosophischer Atomismus
Der Atomismus ist eine natürliche physikalische und philosophische Theorie, nach der sinnlich wahrgenommene (materielle) Dinge aus chemisch unteilbaren Teilchen – Atomen – bestehen. Es hat seinen Ursprung in der antiken griechischen Philosophie. Sie wurde hauptsächlich im Bereich der Philosophie und Wissenschaft des Mittelalters und der Neuzeit entwickelt.
Der Begriff Atomismus wird in zwei Bedeutungen verwendet.
- Im weitesten Sinne wird Atomismus als jede Lehre von den Atomen bezeichnet.
- Im engeren Sinne die antike griechische Philosophieschule des 5.-4. Jahrhunderts v. Chr. C. NS. , dessen Lehre die älteste historische Form des Atomismus ist.
In beiden Fällen wird auch der Begriff Atomismus verwendet. Der Begriff atomistischer Materialismus ist enger gefasst, da einige Anhänger der Atomlehre Atome für ideal hielten.
Demokrit gilt als Hauptbegründer des philosophischen Atomismus . Zusammen mit seinem Lehrer Leukipp war er einer der ersten, der die These aufstellte, dass das Universum aus Atomen und einem Vakuum besteht.
Demokrit führte den Atomismus über einfache physikalische Spekulationen hinaus zu einer vollständigen philosophischen Weltanschauung , in der alles, was geschieht, ein Produkt der materiellen Wechselwirkungen von Atomen ist. Diese Idee passt in seinen Materialismus , der jeden Dualismus zwischen Materie und Geist leugnet.