யுகங்களாக ஒரு அணுவுடன் - பகுதி 1

கடந்த நூற்றாண்டு பெரும்பாலும் "அணுவின் வயது" என்று குறிப்பிடப்படுகிறது. வெகு தொலைவில் இல்லாத அந்த நேரத்தில், நம்மைச் சுற்றியுள்ள உலகத்தை உருவாக்கும் "செங்கற்கள்" இருப்பது இறுதியாக நிரூபிக்கப்பட்டது, மேலும் அவற்றில் செயலற்ற சக்திகள் வெளியிடப்பட்டன. இருப்பினும், அணுவைப் பற்றிய யோசனை மிக நீண்ட வரலாற்றைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் பொருளின் கட்டமைப்பைப் பற்றிய அறிவின் வரலாற்றின் கதையை பழங்காலத்தைக் குறிக்கும் சொற்களைத் தவிர வேறுவிதமாகத் தொடங்க முடியாது.

1. ரபேலின் ஓவியமான "தி ஸ்கூல் ஆஃப் ஏதென்ஸ்", பிளேட்டோவை சித்தரிக்கும் (வலதுபுறத்தில், தத்துவஞானி லியோனார்டோ டா வின்சியின் அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளார்) மற்றும் அரிஸ்டாட்டில்

"ஏற்கனவே பழைய..."

… அனைத்து இயற்கையும் கண்ணுக்குத் தெரியாத சிறிய துகள்களைக் கொண்டுள்ளது என்ற முடிவுக்கு தத்துவவாதிகள் வந்தனர். நிச்சயமாக, அந்த நேரத்தில் (மற்றும் அதன் பிறகு நீண்ட காலத்திற்கு) விஞ்ஞானிகள் தங்கள் அனுமானங்களை சோதிக்க வாய்ப்பு இல்லை. அவை இயற்கையின் அவதானிப்புகளை விளக்குவதற்கும் கேள்விக்கு பதிலளிக்கும் முயற்சி மட்டுமே: "பொருள் காலவரையின்றி சிதைந்து போகுமா அல்லது பிளவுக்கு முடிவு உண்டா?«

பல்வேறு கலாச்சார வட்டங்களில் (முதன்மையாக பண்டைய இந்தியாவில்) பதில்கள் வழங்கப்பட்டன, ஆனால் அறிவியலின் வளர்ச்சி கிரேக்க தத்துவஞானிகளின் ஆய்வுகளால் பாதிக்கப்பட்டது. "யங் டெக்னீஷியன்" இன் கடந்த ஆண்டு விடுமுறை இதழ்களில், பண்டைய கிரேக்கத்திலும் தொடங்கிய தனிமங்களின் கண்டுபிடிப்பின் பல நூற்றாண்டுகள் பழமையான வரலாற்றைப் பற்றி வாசகர்கள் அறிந்துகொண்டனர் ("கூறுகளுடன் ஆபத்துகள்", MT 7-9/2014). கிமு XNUMX ஆம் நூற்றாண்டில், பொருள் (உறுப்பு, உறுப்பு) கட்டமைக்கப்பட்ட முக்கிய கூறு பல்வேறு பொருட்களில் தேடப்பட்டது: நீர் (தலேஸ்), காற்று (அனாக்சிமென்ஸ்), நெருப்பு (ஹெராக்ளிடஸ்) அல்லது பூமி (செனோபேன்ஸ்).

எம்பெடோகிள்ஸ் அவர்கள் அனைவரையும் சமரசம் செய்து, விஷயம் ஒன்று அல்ல, ஆனால் நான்கு கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது என்று அறிவித்தார். அரிஸ்டாட்டில் (கிமு 1 ஆம் நூற்றாண்டு) மற்றொரு சிறந்த பொருளைச் சேர்த்தார் - ஈதர், இது முழு பிரபஞ்சத்தையும் நிரப்புகிறது, மேலும் உறுப்புகளின் மாற்றத்திற்கான சாத்தியத்தை அறிவித்தது. மறுபுறம், பிரபஞ்சத்தின் மையத்தில் அமைந்துள்ள பூமி, எப்போதும் மாறாமல் இருக்கும் வானத்தால் கவனிக்கப்பட்டது. அரிஸ்டாட்டிலின் அதிகாரத்திற்கு நன்றி, பொருள் மற்றும் முழுமையின் கட்டமைப்பின் இந்த கோட்பாடு இரண்டாயிரம் ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக சரியானதாகக் கருதப்பட்டது. மற்றவற்றுடன், ரசவாதத்தின் வளர்ச்சிக்கும், எனவே வேதியியலின் (XNUMX) வளர்ச்சிக்கும் அடிப்படையாக மாறியது.

2. அப்தேராவின் டெமோக்ரிடஸின் மார்பளவு (கிமு 460-370)

இருப்பினும், மற்றொரு கருதுகோளும் இணையாக உருவாக்கப்பட்டது. லூசிப்பஸ் (கிமு XNUMX ஆம் நூற்றாண்டு) பொருள் கொண்டது என்று நம்பினார் மிக சிறிய துகள்கள் வெற்றிடத்தில் நகரும். தத்துவஞானியின் பார்வைகள் அவரது மாணவர் - அப்டெராவின் டெமோக்ரிட்டஸ் (கி.மு. 460-370) (2) என்பவரால் உருவாக்கப்பட்டது. பொருள் அணுக்களை உருவாக்கும் "தொகுதிகள்" (கிரேக்க அணுக்கள் = பிரிக்க முடியாதவை) என்று அவர் அழைத்தார். அவை பிரிக்க முடியாதவை மற்றும் மாறாதவை என்றும், பிரபஞ்சத்தில் அவற்றின் எண்ணிக்கை நிலையானது என்றும் அவர் வாதிட்டார். அணுக்கள் வெற்றிடத்தில் நகரும்.

போது அணுக்கள் அவை இணைக்கப்பட்டுள்ளன (கொக்கிகள் மற்றும் கண்களின் அமைப்பால்) - அனைத்து வகையான உடல்களும் உருவாகின்றன, மேலும் அவை ஒருவருக்கொருவர் பிரிக்கப்படும்போது - உடல்கள் அழிக்கப்படுகின்றன. டெமோக்ரிடஸ் எண்ணற்ற பல வகையான அணுக்கள் உள்ளன, அவை வடிவம் மற்றும் அளவு ஆகியவற்றில் வேறுபடுகின்றன. அணுக்களின் குணாதிசயங்கள் ஒரு பொருளின் பண்புகளை தீர்மானிக்கின்றன, உதாரணமாக, இனிப்பு தேன் மென்மையான அணுக்களால் ஆனது, மற்றும் புளிப்பு வினிகர் கோண வடிவங்களால் ஆனது; வெள்ளை உடல்கள் மென்மையான அணுக்களை உருவாக்குகின்றன, மேலும் கருப்பு உடல்கள் தோராயமான மேற்பரப்புடன் அணுக்களை உருவாக்குகின்றன.

பொருள் இணைக்கப்பட்ட விதம் பொருளின் பண்புகளையும் பாதிக்கிறது: திடப்பொருட்களில், அணுக்கள் ஒருவருக்கொருவர் இறுக்கமாக நெருக்கமாக உள்ளன, மேலும் மென்மையான உடல்களில் அவை தளர்வாக அமைந்துள்ளன. டெமோக்ரிடஸின் கருத்துக்களின் முக்கிய அம்சம்: "உண்மையில், வெறுமை மற்றும் அணுக்கள் மட்டுமே உள்ளன, மற்ற அனைத்தும் ஒரு மாயை."

பிந்தைய நூற்றாண்டுகளில், டெமாக்ரிடஸின் கருத்துக்கள் அடுத்தடுத்த தத்துவவாதிகளால் உருவாக்கப்பட்டன, சில குறிப்புகள் பிளேட்டோவின் எழுத்துக்களிலும் காணப்படுகின்றன. எபிகுரஸ் - வாரிசுகளில் ஒருவர் - என்று கூட நம்பினார் அணுக்கள் அவை இன்னும் சிறிய கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன ("எலிமெண்டரி துகள்கள்"). இருப்பினும், பொருளின் கட்டமைப்பின் அணுக் கோட்பாடு அரிஸ்டாட்டில் கூறுகளுக்கு இழந்தது. திறவுகோல்-ஏற்கனவே-அனுபவத்தில் கிடைத்தது. அணுக்கள் இருப்பதை உறுதிப்படுத்தும் கருவிகள் இருக்கும் வரை, தனிமங்களின் உருமாற்றங்கள் எளிதாகக் காணப்பட்டன.

உதாரணமாக: நீர் சூடாக்கப்படும் போது (குளிர் மற்றும் ஈரமான உறுப்பு), காற்று பெறப்பட்டது (சூடான மற்றும் ஈரமான நீராவி), மற்றும் மண் பாத்திரத்தின் அடிப்பகுதியில் இருந்தது (தண்ணீரில் கரைந்த பொருட்களின் குளிர் மற்றும் உலர்ந்த மழைப்பொழிவு). காணாமல் போன பண்புகள் - வெப்பம் மற்றும் வறட்சி - நெருப்பால் வழங்கப்பட்டன, இது பாத்திரத்தை சூடாக்கியது.

மாறாத தன்மை மற்றும் நிலையானது அணுக்களின் எண்ணிக்கை நுண்ணுயிரிகள் XNUMX ஆம் நூற்றாண்டு வரை "ஒன்றுமில்லாமல்" வெளிப்படும் என்று கருதப்பட்டதால், அவை அவதானிப்புகளுக்கு முரணாக இருந்தன. டெமோக்ரிடஸின் கருத்துக்கள் உலோகங்களின் மாற்றம் தொடர்பான ரசவாத சோதனைகளுக்கு எந்த அடிப்படையையும் வழங்கவில்லை. எண்ணற்ற வகையான அணுக்களை கற்பனை செய்து படிப்பதும் கடினமாக இருந்தது. அடிப்படைக் கோட்பாடு மிகவும் எளிமையானதாகவும், சுற்றியுள்ள உலகத்தை மிகவும் நம்பத்தகுந்த வகையில் விளக்குவதாகவும் தோன்றியது.

3. ஜே. கெர்ஸபூம் எழுதிய ராபர்ட் பாயில் (1627–1691) உருவப்படம்.

வீழ்ச்சி மற்றும் மறுபிறப்பு

பல நூற்றாண்டுகளாக, அணுக் கோட்பாடு பிரதான அறிவியலில் இருந்து வேறுபட்டு நிற்கிறது. இருப்பினும், அவர் இறுதியாக இறக்கவில்லை, அவரது கருத்துக்கள் தப்பிப்பிழைத்தன, பண்டைய எழுத்துக்களின் அரபு தத்துவ மொழிபெயர்ப்புகளின் வடிவத்தில் ஐரோப்பிய விஞ்ஞானிகளை அடைந்தது. மனித அறிவு வளர்ச்சியுடன், அரிஸ்டாட்டிலின் கோட்பாட்டின் அடித்தளம் சிதையத் தொடங்கியது. நிக்கோலஸ் கோபர்னிகஸின் சூரிய மைய அமைப்பு, சூப்பர்நோவாக்களின் முதல் அவதானிப்புகள் (டைக்கோ டி பிராச்), கிரகங்களின் இயக்க விதிகள் (ஜோஹானஸ் கெப்லர்) மற்றும் வியாழன் (கலிலியோ) ஆகியவற்றின் இயக்க விதிகளின் கண்டுபிடிப்பு பதினாறாம் மற்றும் பதினேழாவது பல நூற்றாண்டுகளாக, உலகம் தோன்றியதிலிருந்து மக்கள் மாறாமல் வானத்தின் கீழ் வாழ்வதை நிறுத்திவிட்டனர். பூமியிலும், அரிஸ்டாட்டிலின் பார்வைகளின் முடிவு இருந்தது.

ரசவாதிகளின் பல நூற்றாண்டுகள் பழமையான முயற்சிகள் எதிர்பார்த்த முடிவுகளைத் தரவில்லை - சாதாரண உலோகங்களை தங்கமாக மாற்றத் தவறிவிட்டனர். மேலும் மேலும் விஞ்ஞானிகள் தனிமங்களின் இருப்பை கேள்விக்குள்ளாக்கினர், மேலும் டெமோக்ரிடஸின் கோட்பாட்டை நினைவில் வைத்தனர்.

4. 1654 இல் Magdeburg அரைக்கோளங்களுடனான சோதனை வெற்றிடம் மற்றும் வளிமண்டல அழுத்தம் இருப்பதை நிரூபித்தது (16 குதிரைகள் அண்டை அரைக்கோளங்களை உடைக்க முடியாது, அதில் இருந்து காற்று வெளியேற்றப்பட்டது!)

1661 இல் ராபர்ட் பாயில் ஒரு வேதியியல் தனிமத்தின் நடைமுறை வரையறையை இரசாயன பகுப்பாய்வு மூலம் அதன் கூறுகளாக உடைக்க முடியாத ஒரு பொருளாக வழங்கினார் (3). பொருள் சிறிய, திடமான மற்றும் பிரிக்க முடியாத துகள்களைக் கொண்டுள்ளது என்று அவர் நம்பினார், அவை வடிவம் மற்றும் அளவு ஆகியவற்றில் வேறுபடுகின்றன. இணைந்து, அவை பொருளை உருவாக்கும் வேதியியல் சேர்மங்களின் மூலக்கூறுகளை உருவாக்குகின்றன.

பாயில் இந்த சிறிய துகள்களை கார்பஸ்கிள்ஸ் அல்லது "கார்பஸ்கிள்ஸ்" (லத்தீன் வார்த்தையான கார்பஸ் = உடல்) என்று அழைத்தார். பாயிலின் கருத்துக்கள் சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி வெற்றிட பம்ப் (ஓட்டோ வான் குரிக்கே, 1650) கண்டுபிடிப்பு மற்றும் காற்றை அழுத்துவதற்கான பிஸ்டன் பம்ப்களின் முன்னேற்றம் ஆகியவற்றால் தாக்கத்தை ஏற்படுத்தியது. ஒரு வெற்றிடத்தின் இருப்பு மற்றும் காற்றுத் துகள்களுக்கு இடையே உள்ள தூரத்தை (சுருக்கத்தின் விளைவாக) மாற்றுவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் டெமோக்ரிடஸ் (4) கோட்பாட்டிற்கு ஆதரவாக சாட்சியமளித்தன.

அந்தக் காலத்தின் மிகப் பெரிய விஞ்ஞானியான சர் ஐசக் நியூட்டனும் ஒரு அணு விஞ்ஞானிதான். (5) பாயிலின் கருத்துகளின் அடிப்படையில், அவர் உடலை பெரிய வடிவங்களில் இணைவது பற்றிய ஒரு கருதுகோளை முன்வைத்தார். கண் இமைகள் மற்றும் கொக்கிகளின் பண்டைய அமைப்புக்கு பதிலாக, அவற்றின் பிணைப்பு - வேறு எப்படி - ஈர்ப்பு விசையால்.

5. சர் ஐசக் நியூட்டனின் (1642-1727) உருவப்படம், ஜி. நெல்லர் எழுதியது.

இவ்வாறு, நியூட்டன் முழு பிரபஞ்சத்திலும் உள்ள தொடர்புகளை ஒன்றிணைத்தார் - ஒரு சக்தி கிரகங்களின் இயக்கம் மற்றும் பொருளின் மிகச்சிறிய கூறுகளின் அமைப்பு இரண்டையும் கட்டுப்படுத்தியது. ஒளியானது கார்பஸ்கல்களையும் கொண்டுள்ளது என்று விஞ்ஞானி நம்பினார்.

அவர் "பாதி சரி" என்று இன்று நாம் அறிவோம் - கதிர்வீச்சுக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான பல தொடர்புகள் ஃபோட்டான்களின் ஓட்டத்தால் விளக்கப்படுகின்றன.

வேதியியல் செயல்பாட்டுக்கு வருகிறது

கிட்டத்தட்ட XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதி வரை, அணுக்கள் இயற்பியலாளர்களின் தனிச்சிறப்பாக இருந்தன. இருப்பினும், அன்டோயின் லாவோசியர் தொடங்கிய இரசாயனப் புரட்சிதான் பொருளின் சிறுமணி அமைப்பு பற்றிய கருத்தை பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்டது.

பண்டைய தனிமங்களின் சிக்கலான கட்டமைப்பின் கண்டுபிடிப்பு - நீர் மற்றும் காற்று - இறுதியாக அரிஸ்டாட்டிலின் கோட்பாட்டை மறுத்தது. XNUMX ஆம் நூற்றாண்டின் இறுதியில், வெகுஜனத்தைப் பாதுகாக்கும் சட்டம் மற்றும் உறுப்புகளை மாற்றுவது சாத்தியமற்றது என்ற நம்பிக்கை ஆகியவை எதிர்ப்பை ஏற்படுத்தவில்லை. இரசாயன ஆய்வகத்தில் செதில்கள் நிலையான உபகரணங்களாக மாறிவிட்டன.

6. ஜான் டால்டன் (1766-1844)

அதன் பயன்பாட்டிற்கு நன்றி, தனிமங்கள் ஒன்றோடொன்று இணைந்து, நிலையான வெகுஜன விகிதத்தில் சில இரசாயன சேர்மங்களை உருவாக்குகின்றன (அவற்றின் தோற்றம் - இயற்கையான அல்லது செயற்கையாக பெறப்பட்ட - மற்றும் தொகுப்பு முறை ஆகியவற்றைப் பொருட்படுத்தாமல்).

பொருள் என்பது ஒரு முழுமையை உருவாக்கும் பிரிக்க முடியாத பகுதிகளைக் கொண்டுள்ளது என்று நாம் கருதினால், இந்தக் கவனிப்பு எளிதில் விளக்கக்கூடியதாகிவிடும். அணுக்கள். அணுவின் நவீன கோட்பாட்டை உருவாக்கியவர், ஜான் டால்டன் (1766-1844) (6), இந்தப் பாதையைப் பின்பற்றினார். 1808 இல் ஒரு விஞ்ஞானி கூறினார்:

1. அணுக்கள் அழியாதவை மற்றும் மாறாதவை (இது, நிச்சயமாக, ரசவாத மாற்றங்களின் சாத்தியத்தை நிராகரித்தது).
2. அனைத்து பொருட்களும் பிரிக்க முடியாத அணுக்களால் ஆனது.
3. கொடுக்கப்பட்ட தனிமத்தின் அனைத்து அணுக்களும் ஒரே மாதிரியானவை, அதாவது அவை ஒரே வடிவம், நிறை மற்றும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. இருப்பினும், வெவ்வேறு தனிமங்கள் வெவ்வேறு அணுக்களால் ஆனவை.
4. வேதியியல் எதிர்வினைகளில், அணுக்களை இணைக்கும் வழி மட்டுமே மாறுகிறது, அதில் இருந்து வேதியியல் சேர்மங்களின் மூலக்கூறுகள் கட்டமைக்கப்படுகின்றன - குறிப்பிட்ட விகிதத்தில் (7).

மற்றொரு கண்டுபிடிப்பு, இரசாயன மாற்றங்களின் போக்கைக் கவனிப்பதன் அடிப்படையில், இத்தாலிய இயற்பியலாளர் அமேடியோ அவகாட்ரோவின் கருதுகோள் ஆகும். அதே நிலைமைகளின் கீழ் (அழுத்தம் மற்றும் வெப்பநிலை) சம அளவு வாயுக்கள் ஒரே எண்ணிக்கையிலான மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன என்ற முடிவுக்கு விஞ்ஞானி வந்தார். இந்த கண்டுபிடிப்பு பல இரசாயன சேர்மங்களின் சூத்திரங்களை நிறுவவும் வெகுஜனங்களை தீர்மானிக்கவும் சாத்தியமாக்கியது அணுக்கள்.

7. டால்டன் பயன்படுத்திய அணு குறியீடுகள் (புதிய வேதியியல் தத்துவம், 1808)

8. பிளாட்டோனிக் திடப்பொருட்கள் - பண்டைய "உறுப்புகள்" அணுக்களின் சின்னங்கள் (விக்கிபீடியா, ஆசிரியர்: மாக்சிம் பே)

எத்தனை முறை வெட்ட வேண்டும்?

அணுவின் யோசனையின் தோற்றம் கேள்வியுடன் தொடர்புடையது: "பொருளின் பிரிவுக்கு முடிவு உள்ளதா?". உதாரணமாக, 10 செமீ விட்டம் கொண்ட ஒரு ஆப்பிளை எடுத்து ஒரு கத்தி மற்றும் பழத்தை வெட்ட ஆரம்பிக்கலாம். முதலில், பாதியில், பின்னர் அரை ஆப்பிள் இன்னும் இரண்டு பகுதிகளாக (முந்தைய வெட்டுக்கு இணையாக), முதலியன. சில முறைகளுக்குப் பிறகு, நிச்சயமாக, நாம் முடிப்போம், ஆனால் ஒரு அணுவின் கற்பனையில் சோதனையைத் தொடர்வதை எதுவும் தடுக்கவில்லையா? ஆயிரம், ஒரு மில்லியன், இன்னும் அதிகமாக இருக்கலாம்?

ஒரு துண்டுகளாக்கப்பட்ட ஆப்பிளை (சுவையானது!) சாப்பிட்ட பிறகு, கணக்கீடுகளைத் தொடங்குவோம் (வடிவவியல் முன்னேற்றத்தின் கருத்தை அறிந்தவர்களுக்கு குறைவான சிரமம் இருக்கும்). முதல் பிரிவு 5 செமீ தடிமன் கொண்ட பழத்தின் பாதியைக் கொடுக்கும், அடுத்த வெட்டு 2,5 செமீ தடிமன் கொண்ட ஒரு துண்டு, முதலியன ... 10 அடிக்கப்பட்டவை! எனவே, அணுக்களின் உலகத்திற்கான "பாதை" நீண்டதாக இல்லை.

*) முடிவில்லாத மெல்லிய பிளேடுடன் கத்தியைப் பயன்படுத்தவும். உண்மையில், அத்தகைய பொருள் இல்லை, ஆனால் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டீன் தனது ஆராய்ச்சியில் ஒளியின் வேகத்தில் நகரும் ரயில்களைக் கருத்தில் கொண்டதால், மேலே உள்ள அனுமானத்தை செய்ய - ஒரு சிந்தனை பரிசோதனையின் நோக்கத்திற்காக - நாமும் அனுமதிக்கப்படுகிறோம்.

பிளாட்டோனிக் அணுக்கள்

பழங்காலத்தின் மிகப் பெரிய சிந்தனையாளர்களில் ஒருவரான பிளேட்டோ, டிமாச்சோஸ் உரையாடலில் தனிமங்கள் உருவாக்கப்பட வேண்டிய அணுக்களை விவரித்தார். இந்த வடிவங்கள் வழக்கமான பாலிஹெட்ரா (பிளாட்டோனிக் திடப்பொருள்கள்) வடிவத்தைக் கொண்டிருந்தன. எனவே, டெட்ராஹெட்ரான் என்பது நெருப்பின் அணுவாகும் (மிகச் சிறியது மற்றும் ஆவியாகக்கூடியது), ஆக்டோஹெட்ரான் காற்றின் அணு, மற்றும் ஐகோசஹெட்ரான் நீரின் அணு (அனைத்து திடப்பொருட்களும் சமபக்க முக்கோணங்களின் சுவர்களைக் கொண்டுள்ளன). சதுரங்களின் கனசதுரம் பூமியின் அணு, மற்றும் பென்டகன்களின் டோடெகாஹெட்ரான் ஒரு சிறந்த தனிமத்தின் அணு - வான ஈதர் (8).