1. Натурфилософский период
Знания о свойствах веществ и процессах их превращения начали накапливаться вдоисторическую эпоху, поскольку человеку для обеспечения своей жизнедеятельности необходимо постоянно использовать различные вещества. Само выделение человека из животного мира тесно связано с целенаправленным использованием огня – то есть с овладением реакцией горения.
К началу исторической эпохи накопленные эмпирическим путем химические знания находились на достаточно высоком уровне. Так, древние египтяне умели из минералов делать краски и косметические средства, выплавлять бронзу, изготовлять стекло и фарфор. Им было известно токсическое или целебное действие многих веществ. Обширны были химические знания, достигнутые цивилизациями древнего Китая, Индии, Вавилона. Но при этом объяснение свойств веществ, их способности превращаться в другие вещества происходило в рамках мифологических представлений.
До философских размышлений о природе веществ и их взаимодействий поднялись мыслители Древней Греции. Напомним, что натурфилософский период развития естествознания отличался умозрительным рассмотрением природы: формировавшиеся на основе наблюдений логически непротиворечивые объяснения природных явлений не подвергались экспериментальной проверке. Полный отрыв теории от практики был характерен и для рассмотрения свойств веществ.
Исключительное значение для развития химии имело зародившееся в Древней Греции атомистическое учение, основоположниками которого считают Левкиппа (500–440 гг. до н. э.) и его ученика Демокрита (460–370 гг. до н. э.). Эти философы утверждали, что материальный, вещественный мир состоит из мельчайших, далее неделимых частиц – атомов, имеющих размер, форму, способность к движению, и пустоты. Последователь Демокрита, Эпикур (342–270 гг. до н. э.), предположил, что у атомов существует внутренний источник движения, и они сами способны взаимодействовать друг с другом.
Большое значение для развития представлений о причинах разнообразия свойстввеществ имело развитие противоположной – континуальной – традиции описания материи,достигшей вершины в трудах Аристотеля (384–322 гг. до н. э.). Развивая представления Эмпедокла (490–430 гг. до н. э.) о четырех началах, или элементах, природы (земля, вода, воздух, огонь) и Платона (428–348 гг. до н. э.), Аристотель не отрицал существования атомов и пустоты, но считал, что атомы бесконечно делимы, могут беспредельно распадаться и вновь возникать.
В труде «О возникновении и уничтожении» Аристотель выдвинул принципиально новое диалектическое положение: при соединении вещества теряют свои индивидуальные качества, и образующееся новое вещество – не смесь, а “тело”, обладающее лишь ему присущими новыми качествами. Каждое вещество – определенная комбинация первоэлементов, представленных парами противоположных качеств материи: теплое – холодное, сухое – влажное, тяжелое – легкое, жесткое – мягкое, вязкое – хрупкое, шероховатое – гладкое, толстое – тонкое. Механизм процесса образования нового вещества, согласно Аристотелю, таков: в том случае, если из двух свойств огня (теплый, сухой) меняется одно, то образуется воздух (теплый, влажный). Вода образуется из воздуха, когда теплое становится холодным. Качества конкретного вещества определяются соотношением в нем элементов.
- Оглавление
- Тема 2.1. Развитие представлений о структуре материального мира 4
- Тема 2.2. Свойства объектов микромира 26
- Тема 2.3. Материя в пространстве и времени 46
- Тема 2.4. Законы сохранения как проявление симметрии материального мира 59
- Тема 2.5. Физические свойства объектов макромира. Хаос и самоорганизация 65
- Тема 2.6. Химические процессы в макросистемах 91
- Тема 2.7. Развитие представлений о строении и эволюции мегамира 112
- Тема 2.1. Развитие представлений о структуре материального мира
- Структурные уровни организации материи
- Объекты микромира
- Объекты макромира
- Объекты мегамира
- Корпускулярная и континуальная концепции описания природы
- Взаимодействия и движение структур материального мира Четыре вида взаимодействий и их характеристика
- Концепции близкодействия и дальнодействия
- Характер движения структур мира
- Энергия. Основные виды энергии
- Тема 2.2. Свойства объектов микромира Развитие представлений о строении атомов
- Теория атома н. Бора
- Модель строения атома э. Резерфорда
- Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике
- Элементарные частицы и их основные характеристики
- Ядра атомов. Ядерная энергия
- Основные положения теории суперобъединения (единой теории поля)
- Методологические следствия из квантовой концепции
- Тема 2.3. Материя в пространстве и времени Развитие представлений о пространстве и времени
- Классическая концепция
- Характеристики пространства, его трехмерность, однородность, изотропность. Характеристики времени, его анизотропность
- Принцип относительности Галилея (принцип инерции). Инерциальные системы отсчета
- Постулаты специальной теории относительности. Выводы из анализа преобразований Лоренца
- Общая теория относительности: зависимость свойств пространства-времени от распределения материи
- Тема 2.4. Законы сохранения как проявление симметрии материального мира Симметрия как инвариантность. Принципы симметрии
- Симметрии пространства-времени
- Связь законов сохранения с симметрией (теорема Нетер)
- Закон сохранения импульса, закон сохранения момента импульса, закон сохранения заряда, закон сохранения энергии. Фундаментальный характер законов сохранения
- Значение представлений о симметрии в познании объектов микро-, макро-, мегамира
- Тема 2.5. Физические свойства объектов макромира. Хаос и самоорганизация Порядок и беспорядок в природе
- Классическая термодинамика. Состояние. Параметры макросостояния: температура, давление, удельный объем
- Закон сохранения энергии в макроскопических процессах (первое начало термодинамики)
- Принцип возрастания энтропии (второе начало термодинамики) и необратимость времени
- Направленность самопроизвольно протекающих процессов. Тепловая смерть Вселенной. Философский смысл возрастания энтропии
- Молекулярно-кинетический (статистический) метод изучения макросистем. Вероятностный характер возрастания энтропии (Больцман)
- Проблема возникновения упорядоченных структур в природе
- Открытые системы. Неравновесные процессы. Синергетика (Хакен), неравновесная термодинамика (Пригожин)
- Самоорганизация в живой и неживой природе, ее пороговый характер. Диссипативные структуры, флуктуация, бифуркация, аттрактор
- Тема 2.6. Химические процессы в макросистемах Химия как наука
- Основные химические концепции: учение о составе, структурная химия, химическая кинетика и термодинамика, эволюционная химия
- Этапы развития химии
- I. Донаучный этап
- 1. Натурфилософский период
- 2. Алхимический период
- II. Научный этап
- 1. Становление учения о составе
- 2. Становление структурной химии
- 3. Изучение химических процессов
- 4. Эволюционная химия
- Химический элемент. Вещество. Реакционная способность веществ
- Химические процессы
- Связь физических, химических и биологических форм движения материи
- Тема 2.7. Развитие представлений о строении и эволюции мегамира Структура мегамира
- Развитие представлений об организации мегамира. Модели Вселенной
- Геоцентрическая система мира
- Гелиоцентрическая система мира
- Космологические теории классической механики
- Модели устройства Вселенной, созданные на основе общей теории относительности и релятивистской теории тяготения
- Стадии развития Вселенной
- Структура современной Вселенной
- Солнечная система
- Внутреннее строение и история геологического развития Земли