Ατομική θεωρία

Με τον όρο ατομική θεωρία εννοείται στη φυσική και φιλοσοφία η θεωρία που υποστηρίζει ότι η ύλη, άρα και ο κόσμος, συγκροτείται από στοιχειώδη αδιάσπαστα σωματίδια. Η ατομική θεωρία πρωτοεμφανίστηκε στην Αρχαία Ελλάδα από το Λεύκιππο και το μαθητή του Δημόκριτο, οι οποίοι ήταν φυσικοί φιλόσοφοι, δηλαδή προσπαθούσαν με βάση να εξηγήσουν φιλοσοφικά τη λειτουργία της φύσης και του κόσμου. Η θεωρία αυτή επανεμφανίστηκε ή επανακαλύφθηκε από τον Τζον Ντάλτον προκειμένου να ερμηνεύσει τις χημικές αντιδράσεις.

Η ατομική θεωρία των ατομιστών

Φαίνεται ότι η ατομική θεωρία ήταν το αποτέλεσμα μιας προσπάθειας υπέρβασης του ελεατικού μονισμού, όπως αυτός διαμορφώθηκε από τον Παρμενίδη και τους διαδόχους του με την άρνηση της μαρτυρίας των αισθήσεων και του κόσμου των φαινομένων. Οι ατομικοί, αντίθετα από τους Ελεάτες, προσπάθησαν να μην αναιρέσουν τη γένεση, τη φθορά, την κίνηση και το πλήθος των όντων, ώστε να παραμείνουν σε συμφωνία με τα δεδομένα που παρέχουν στον άνθρωπο οι αισθήσεις του. Τονίζουν ότι δεν πρέπει κανείς να έχει τυφλή εμπιστοσύνη σ΄ αυτά τα δεδομένα, αλλά να τα επεξεργάζεται με τη βοήθεια της κριτικής ικανότητας του ανθρώπινου νου. Από την άλλη ήταν πολύ δύσκολο να παραβλέψουν την παρμενίδεια θέση για τα χαρακτηριστικά του Ενός. Απλώς, κατά μεγαλοφυή τρόπο απέδωσαν τις ιδιότητες του μοναχικού παρμενίδειου όντος σε κάθε ένα από τα πολλά όντα που αποτελούν τη βάση της δικής τους κοσμοθεωρίας, τα άτομα. Αυτά είναι αιώνια, αναλλοίωτα, δεν υπόκεινται σε γέννηση σε φθορά και με τις ενώσεις και τους διαχωρισμούς τους δημιουργούν τα πράγματα που υπόκεινται σε μεταβολές.
Οι ατομικοί φιλόσοφοι φαίνεται ότι είχαν ακόμη ένα στόχο. Δεν τους ικανοποιούσαν οι προσπάθειες των προγενέστερων φιλοσόφων να ερμηνεύσουν τα φαινόμενα με την επενέργεια κάποιας εξωτερικής δύναμης, όπως η Φιλότητα (Φιλία) και το Νείκος (Διαμάχη) του Εμπεδοκλή, ή μιας τελολογικής δύναμης, όπως ο Νους του Αναξαγόρα. Ήθελαν, επίσης, να αποκλείσουν τον παράγοντα τύχη και να αποδώσουν σε κάθε φαινόμενο μια αιτιοκρατική ερμηνεία. Τη δυνατότητα αυτή τους την έδωσε η σύλληψη μιας προαιώνιας, εγγενούς κίνησης των ατόμων. Η κίνηση αυτή φέρνει σε σύγκρουση τα άτομα, τα περιπλέκει ή τα απωθεί και μέσω αυτής μπορούν να ερμηνευτούν όλα τα φαινόμενα που παρατηρούνται στον κόσμο. Ανάγκη ερμηνείας της αρχής αυτής της κίνησης κατά τη γνώμη τους δεν υπάρχει, αφού ως προαιώνια δεν έχει καμιά απολύτως αρχή: απλώς υπάρχει.
Πώς, όμως, τα άτομα αποκτούν τη δυνατότητα να κινούνται; Η απάντηση στο ερώτημα αυτό είναι απλή: υπάρχει το κενό. Το κενό, οι ατομικοί τείνουν να το ταυτίσουν με το παρμενίδειο μη ον. Σε αντίθεση, όμως, με τον Παρμενίδη, ο οποίος απέκλειε τη δυνατότητα ακόμη και του στοχασμού πάνω στο μη ον, οι ατομικοί πιστεύουν ότι αυτό υπάρχει εξίσου με το ον, απλώς υπάρχει με διαφορετικό τρόπο. Τα γεωμετρικά σχήματα λόγου χάρη είναι άυλα, εντούτοις όμως υπάρχουν, όπως το είχαν κατανοήσει ήδη οι Πυθαγόρειοι. Όσον αφορά το τι ακριβώς εννοούσαν οι ατομικοί μιλώντας για το κενό υπάρχει διαφωνία ανάμεσα στους μελετητές. Άλλοι συμμερίζονται την άποψη του Αριστοτέλη ότι πρόκειται για τον κενό χώρο, άλλοι θεωρούν ότι το κενό σημαδεύει απλώς την απουσία του όντος, δηλαδή των ατόμων.
Άτομα, κενό, προαιώνια κίνηση, συμπλοκή και διαχωρισμός των ατόμων. Αυτές είναι οι βασικές αρχές που κατά τους ατομικούς μπορούν να εξηγήσουν τα πάντα.

Χρόνος και κίνηση για τους ατομικούς

Ο χρόνος κατά την άποψη των ατομικών είναι αδημιούργητος. Δεν έχει αρχή και δε θα έχει τέλος. Ο λόγος που τους οδηγεί σε μια τέτοια αντίληψη για το χρόνο αποτελεί αναγκαία συνέπεια του ίδιου του ορισμού τους για τα άτομα: εφόσον τα τελευταία είναι εξ ορισμού αναλλοίωτα και άφθαρτα δεν μπορεί παρά και ο χρόνος να έχει τα ίδια χαρακτηριστικά μ΄ αυτά. Αλλιώς θα έπρεπε να δεχτούμε ότι τα άτομα έχουν γεννηθεί ή ότι θα έχουν ένα τέλος, γεγονός ανεπίτρεπτο για πράγματα που έχουν τις ιδιότητες του παρμενίδειου όντος. Φαίνεται ότι ο Δημόκριτος ανέπτυξε την άποψή του για την αιωνιότητα του χρόνου σε αντίθεση προς τους Πυθαγόρειους και τους Ελεάτες. Οι Πυθαγόρειοι θεωρούσαν ότι όλα τα πράγματα στον κόσμο, μαζί και ο χρόνος, αποτελούν απομιμήσεις και παράγωγα των αριθμών, ενώ οι Ελεάτες νόμιζαν ότι ο χρόνος ως μορφή ύπαρξης της ύλης είναι απατηλός, όπως όλα τα δεδομένα των αισθήσεών μας. Πάντως, οι πηγές δε μας πληροφορούν ρητά για το αν ο Δημόκριτος θεωρούσε το χρόνο ως κάτι ανεξάρτητο από την ύλη ή ως μια ιδιότητά της. Ίσως ο Δημόκριτος να μην είχε συλλάβει το σχετικό πρόβλημα.

Η Αριστοτελική αντίληψη

Μια άλλη διάσταση του προβλήματος του χρόνου σχετίζεται με την υφή του, αν δηλαδή είναι συνεχής ή διακρίνεται κι αυτός σε άτμητα μέρη όπως η ύλη. Και πάλι οι πληροφορίες των πηγών είναι συγκεχυμένες. Εντούτοις, κάποιες μαρτυρίες του Αριστοτέλη και των σχολιαστών του αφήνουν να φανεί αμυδρά ένα τέτοιο ενδεχόμενο. Ο Αριστοτέλης προσπαθώντας να ερμηνεύσει την ατομική θεωρία των ειδώλων  αναφέρεται στην ανάγκη ύπαρξης άτμητων χρονικών στιγμών, προκειμένου να αποκτήσει υπόσταση η θεωρία αυτή. Βέβαια η μαρτυρία του Αριστοτέλη δε μνημονεύει ρητά το Δημόκριτο, ο σχολιαστής όμως του Αριστοτέλη, Αλέξανδρος, δεν έχει ενδοιασμούς. Όπως λέει ο ίδιος (ad loc. 56, 13 κ.εξ. ):
«...τέτοιοι ήταν οι οπαδοί του Λεύκιππου και του Δημόκριτου, οι οποίοι παρήγαγαν την εντύπωση των ενδιάμεσων χρωμάτων από τη συμπαράθεση των αόρατων, λόγω μικρότητας, σωμάτων... (60, 8) Όλοι όσοι ισχυρίζονται ότι η όραση δημιουργείται μ’ αυτόν τον τρόπο παραδέχονται αναγκαστικά την ύπαρξη ανεπαίσθητων χρονικών στιγμών. Και όσοι αποδίδουν τη διαφορά μεταξύ των χρωμάτων στη συμπαράθεση ανεπαίσθητων σωματιδίων... παραδέχονται αναγκαστικά... όχι... μόνο ότι υπάρχουν ανεπαίσθητα μεγέθη, αλλά και χρονικές στιγμές ανεπαίσθητες. Είναι δυνατόν, ως ειδικό συμπέρασμα, να πρέπει να παραδεχτούν την ύπαρξη ανεπαίσθητων χρονικών στιγμών όσοι αποδίδουν τη διαφορά των χρωμάτων στη συμπαράθεση, σε μικρά διαστήματα, σωματιδίων: μ’ αυτόν τον τρόπο, αν και θα είναι πολλά αυτά που βλέπει κανείς, θα τα αντικρίζει ως ένα, αν λανθάνει η καθαυτό απορροή καθενός απ’ αυτά πέφτοντας στα μάτια και φαίνεται ως μία και μοναδική...»
Στο έργο Περί ατόμων γραμμών (970b5 κ.εξ. ), το οποίο είναι μάλλον ψευδοαριστοτελικό, αναφέρεται ρητά ότι η ίδια θεωρία που δέχεται την ύπαρξη ατόμων ύλης δέχεται και την ύπαρξη άτμητων χρονικών στιγμών:
«Γιατί με τον ίδιο τρόπο θα τμηθεί και ο χρόνος και η γραμμή... (8) Στην ίδια θεωρία ανήκει η άποψη, όπως ειπώθηκε, ότι όλα αυτά αποτελούνται από αμερή ... (971a16) Ίσως, όμως, και ο χρόνος να αποτελείται από (άτμητα) «τώρα»...»
Τέλος, πρέπει να αναφερθούν και οι παράδοξες επιπτώσεις σε σχέση με την κίνηση που προκύπτουν από μια τέτοια θεώρηση του χρόνου. Σ΄ αυτές αναφέρεται και πάλι ο Αλέξανδρος :
«Επακόλουθο της άποψης ότι και το μέγεθος και ο χρόνος αποτελούνται από αμερή είναι το να κινούνται όλα τα κινούμενα ισοταχώς σε σχέση με το αμερές. Γιατί αν το ένα κινούνταν γρηγορότερα και το άλλο βραδύτερα σε σχέση με το αμερές, τότε αυτό που κινείται γρηγορότερα θα διανύσει το αμερές στον αδιαίρετο χρόνο, ενώ εκείνο που κινείται βραδύτερα θα το διανύσει αναγκαστικά σε χρόνο περισσότερο και διαιρετό. Αν, όμως, το διένυσε σε χρόνο διαιρετό, τότε και η απόσταση (το μέγεθος), πάνω στην οποία έγινε η κίνηση, είναι διαιρετή. Γιατί αν, ισχυρίζεται κανείς ότι το βραδέως κινούμενο δεν κινείται σε σχέση με το αμερές και σε αμερή χρόνο, τότε αυτός είναι σαν να λέει ότι το βραδύ ούτε καν κινείται, αν βέβαια όλα τα μεγέθη και όλος ο χρόνος αποτελούνται από αμερή... Γι’ αυτό και όλα όσα κινούνται σε σχέση με το αμερές θα κινούνται ισοταχώς. Και αν κινούνται ισοταχώς σε σχέση με το αμερές, τότε θα κινούνται και ισοταχώς σε σχέση με όλα τα μεγέθη, αν βέβαια όλα τα μεγέθη συντίθενται από αμερή. Αυτό που λέγεται, ότι δηλαδή όλα τα σώματα κινούνται ομοίως και ισοταχώς σε σχέση με το αμερές, αλλά φαίνονται ότι κινούνται το ένα πιο αργά από το άλλο, εξαιτίας της αντίστασης που προβάλλουν τα άτομα μέσα του, είναι φαντασίωση. Επιπλέον, πώς δε φαίνονται να κινούνται μη ομαλά όσα κινούνται μ’ αυτόν τον τρόπο;... Γιατί αν αυτό που κινείται γρηγορότερα διάνυσε το διάστημα σε μια ώρα, ενώ το βραδύτερο διάνυσε το ίδιο διάστημα σε πέντε ώρες, τότε το τελευταίο θα πρέπει να κινούνταν για μια ώρα, ενώ τις άλλες τέσσερις θα στεκόταν. Είναι, όμως, κάπως παράδοξο αυτό που την περισσότερη ώρα στέκεται να μη φαίνεται ότι στέκεται αλλά ότι κινείται και τις πέντε ώρες και μάλιστα ομαλά»

Το αδιαίρετο του ατόμου

Μια βασική ιδιότητα, την οποία ο Λεύκιππος και ο Δημόκριτος αποδίδουν στα άτομά τους, είναι η μη διαιρετότητα. Άλλωστε η λέξη ά-τομο αυτό σημαίνει, δηλαδή κάτι το οποίο δεν επιδέχεται τομή, διαίρεση. Το μη διαιρετό των ατόμων αποτελεί αναγκαία συνθήκη για τη διατήρηση της αιωνιότητας της ύπαρξής τους: αν τέμνονταν, θα διαιρούνταν σε άλλα σώματα, επομένως θα έπαυαν να υπάρχουν. Τίθεται, όμως, το ζήτημα πώς εννοούσαν το αδιαίρετο των ατόμων αυτοί που τα επινόησαν. Είναι αυτά άτμητα μόνο από φυσική άποψη ή και από μαθηματική; Είναι πολύ δύσκολο να απαντήσουμε με βάση μόνο τις αρχαίες μαρτυρίες.

Συμπέρασμα

Συνοψίζοντας θα τείναμε να δεχτούμε ότι πράγματι ο Δημόκριτος αντιλαμβανόταν τα άτομα φυσικώς και θεωρητικώς αδιαίρετα, αλλά πως αυτή η άποψη είναι εσωτερικά ασυνεπής, χωρίς να είναι βέβαιο ότι ο Δημόκριτος το είχε αντιληφθεί αυτό.

Εξέλιξη και κατάρριψη της ατομικής θεωρίας

Η ατομική θεωρία εξελίχθηκε αργότερα στο μοντέλο του σταφιδόψωμου από τον Τζόζεφ Τζον Τόμσον, σύμφωνα με την οποία το άτομο είναι συμπαγές σωματίδιο πάνω στο οποίο προσκολλώνται μικρότερα φορτία. Αργότερα, το πείραμα του Ράδερφορντ τον οδήγησε να υποθέσει ότι το άτομο δεν είναι αδιαίρετο, αλλά απαρτίζεται τουλάχιστον από δύο περιοχές, τον πυρήνα και την περιοχή των ηλεκτρονίων.
Το άτομο πλέον απέκτησε μία συγκεκριμένη έννοια, για τους φυσικούς δε σημαίνει το αδιαίρετο σωματίδιο, αλλά το μικρότερο δυνατό σωματίδιο ενός χημικού στοιχείου το οποίο διατηρεί χημικές ιδιότητες. Έτσι, καταρρίφθηκε η άποψη ότι τα άτομα ήταν αδιαίρετα. Ωστόσο, αυτό δε σήμανε και των ατομικών ιδεών, αφού τη θέση των αδιαίρετων σωματιδίων πήραν πλέον τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια. Έτσι, αναπτύχθηκε ένας κλάδος της φυσικής ο οποίος μελετά τη σωματιδιακή συγκρότηση της ύλης, η σωματιδιακή φυσική. Πλέον ο κλάδος της σωματιδιακής φυσικής έχει εξελιχθεί και γνωρίζουμε ότι τα νετρόνια και τα πρωτόνια αποτελούνται και αυτά από στοιχειώδη σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ, ενώ χάρη στην κβαντομηχανική και την ειδική σχετικότητα, μπορούμε να προβλέψουμε και να δημιουργήσουμε καινούρια στοιχειώδη σωματίδια, σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο.