Урок 26. Атомы и элементы. Два решения проблемы генезиса свойств веществ
Предмет: Естествознание, 10 класс

Конспект урока

Естествознание, 10 класс

Урок 26. Атомы и элементы. Два решения проблемы генезиса свойств веществ

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: Когда и где зародились первые атомистические представления? Как античные философы объясняли качественное многообразие мира и генезис свойств веществ? Каково содержание понятий об атомах и элементах в античной натурфилософии? Как соотносится древнегреческая натурфилософия с социокультурным контекстом античной эпохи?

Глоссарий по теме

Элемент (от лат. elementum – начало, стихия, первоначальное вещество) – составная часть целого, компонент. У древнегреческих философов – одна из составных частей природы (огонь, вода, воздух, земля), лежащих в основе всех вещей и явлений.

Атомизм (атомистика) – учение о прерывистом строении материи, состоящей из отдельных, чрезвычайно малых частиц.

Натурфилософия – философия природы, умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в ее целостности.

Материя – (от лат. materia – материя, вещество, первичное начало) – философская категория для обозначения первичной данности любого предмета, всеобщая материальная основа всех вещей и процессов в мире.

Атом – мельчайшая частица химического элемента, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженной электронной оболочки.

Химический элемент – совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.

Генезис (греч. – genesis) – происхождение, становление и развитие, результатом которого является определенное состояние изучаемого объекта. Генезис природных и социальных явлений интересовал и интересует философию и науку с античности до наших дней (философский словарь).

Основная и дополнительная литература по теме урока:

1.	Естествознание. 10 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2017. – С. 128-131.

2. Дмитриев И.С. История науки в контексте культуры. Материалы к учебному курсу «История естественнонаучных открытий». Выпуск 1 /И.С. Дмитриев.– СПб., 1995. – С. 23-28.

3. Савинкина Е.В. История химии. Элективный курс: Учебное пособие / Е.В. Савинкина, Г.П. Логинов, С.С. Плоткин. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – С. 10-12.

4. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Ч. 1. Биография физики. Путешествие в глубь материи. Механическая картина мира / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2000. – С. 217-219.

Открытые электронные ресурсы по теме урока:

Левченков С.И. Краткий очерк истории химии: Учебное пособие для студентов химфака РГУ. URL:

http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Sketch_1.html#Аристотель

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Понятия «элемент» и «атом» являются одними из самых важных в естествознании. Чтобы выяснить, каково происхождение этих слов, что понималось под ними, какой смысл вкладывался в них в различные исторические эпохи, придется обратиться к истории науки, истории естествознания.

Атомная теория, одна из ключевых теорий естествознания, прошла длительный путь становления: от зарождения атомистических идей в рамках философских концепций до оформления в зрелую научную теорию, определяющую современные представления о мире. Ключевыми вехами ее развития являются:

1. Зарождение первых представлений о дискретности материи в рамках атомистики Левкиппа и Демокрита (V в. до н.э.);

2. Становление атомно-молекулярного учения (середина XIX века);

3. Экспериментальное доказательство сложного строения атома (начало XX века).

Истоки атомной теории традиционно связывают с древнегреческой натурфилософией, которая оказала определяющее влияние на формирование атомистики. Древнегреческая натурфилософия представляла собой умозрительные концепции, в рамках которых была сделана попытка целостно объяснить природу, понимаемую как структуру и сущность вещественного мира. Попытки теоретически объяснить мир привели античных философов к вопросу о том, что такое бытие. Постановку этого вопроса традиционно связывают с именем Парменида Элейского (540-450 до.н.э.), который обозначил проблему поиска в окружающем человека изменчивом и многообразном мире неизменных и единых первооснов. Поиски первоосновы мира, её материального носителя породили в древнегреческой натурфилософии два подхода к объяснению материи: элементаризм и атомистику. Первая концепция отражала представления о непрерывности материи, вторая – о её дискретности.

Представления о непрерывном строении материи, в основе которой лежат некие элементы – (стихии), нашли свое отражение в учениях многих античных философов, так, например, Фалес (ок.625-ок.547 до н.э.) считал первоосновой воду, Гераклит Эфесский (ок.540-ок.480 до н.э.) – огонь. В основе мира Эмпедокла (ок.490-ок.430 до н.э.) лежат вечные и неизменные первовещества («корни») – земля, вода, воздух и огонь, и движущие силы («возбудители движения») – любовь и вражда. Исходя из этих неизменных элементом и движущих сил, которые либо стремятся соединить разнородные элементы, либо разделить их, Эмпедокл считал возможным объяснить многообразие окружающего человека мира. Эти представления в дальнейшем получили развитие в элементаристике Аристотеля (384–322 до н. э.).

Представления о дискретном строении материи, нашли свое отражение в атомистике Левкиппа (ок. 500-440 до н.э.) и его ученика Демокрита (460-370 до н.э.). В соответствии с атомистической гипотезой всё в мире состоит из мельчайших, недоступных нашим органам чувств атомов, движущихся в пустоте. Лишенные качеств атомы олицетворяют собой неуничтожимое, неизменное, вещественное и оформленное начало. Они различаются между собой формой и, располагаясь в определенном порядке в пространстве, образуют всё существующее в мире. Существование и движение атомов невозможно без противоположного им начала (разрушения, изменчивости, невещественного и бесформенного) – пустоты (ничем незаполненного пространства). За исключением Эпикура (341-270 до н.э.), который считал, что атомы обладают весом и способностью самопроизвольно отклоняться во время движения от первоначальной траектории, атомистические идеи не получили широкого распространения в античной натурфилософии.

Следует отметить, что атомистические идеи Демокрита подвергались серьезной критике со стороны приверженцев континуального подхода. Среди критиков был и Аристотель из Стагиры (384–322 до н. э.), который в своих сочинениях приводил аргументы против возможности существования атомов. Придерживаясь идей непрерывности материи, Стагирит создал собственную элементаристскую концепцию, в которой получило дальнейшее развитие натурфилософское учение Эмпедокла о четырех первоэлементах. Согласно концепции Аристотеля первоосновой мира является абсолютно бесформенная, бескачественная и непрерывная первоматерия, которая может принимать форму какого-либо из элементов (вода, воздух, земля, огонь) в зависимости от того, какие качества на нее налагаются. Аристотель выделял две пары противоположных качеств, которые он называл элементарными качествами. Эти противоположные элементарные качества: сухость – влажность; тепло – холод. Соединяясь попарно и налагаясь на первоматерию, они и образуют элементы: огонь (сухость + тепло); вода (влага + холод); земля (холод + сухость); воздух (тепло + влага). Варьируясь в своих пропорциях элементарные качества, и обусловливают всё многообразие мира. Кроме того, элементы способны к взаимопревращению. Например: воздух (тепло + влага) превращается в огонь (сухость + тепло), если происходит смена одного элементарного качества на другое (сухость→влага).

Жизнь и интеллектуальная деятельность выдающихся древнегреческих мыслителей, с чьими натурфилософскими концепциями мы познакомились, тесно связана с историей и культурой Древней Греции, которая явилась колыбелью современной науки и европейской цивилизации. Зарождение первых форм теоретического знания происходит именно в древнегреческой культуре. В отличие от знаний Древнего Востока, которые были ориентированы на практическое применение в хозяйственной деятельности и носили рецептурный характер, познание древних греков было направлено на рациональное исследование мира, решение теоретических проблем, не имеющих утилитарного значения.

Переход от мифологического сознания к научно-теоретическому объяснению мира (от мифа к логосу) был обусловлен тем культурным переворотом, который произошел в Древней Греции в VIII–VI вв. до н.э.

Причины культурного переворота связаны как с «Великой колонизацией», заключавшейся в основании греческих поселений на территории Малой Азии и Средиземноморья, так и со становлением такой специфической формы социально-политического устройства древнегреческого общества как античный полис (торгово-ремесленный город-государство). Уникальное сочетание целого ряда факторов: природных, политических, социальных, культурных, особое место среди которых следует отвести соревновательному (агональному) характеру древнегреческой культуры и роли закона (номоса) в жизни общества, равенства всех перед ним, создало условия, способствовавшие появлению «науки доказывающей», не имеющей утилитарного значения, и для которой знание имело ценность само по себе.

Вся эллинская культура проникнута идеями гармонизации и идеализации существующего мира. Гармония считалась одним из признаков природы и наряду с порядком, симметрией и мерой составляла основы прекрасного. Эстетический образ мира древних греков – это мир гармонии и красоты. Обозначение мира, вселенной словом Космос, который переводится и как порядок, украшение, демонстрирует восприятие ими мира как эстетически совершенного, а, значит, упорядоченного и структурно-организованного целого. Именно поиски порядка и гармонии, лежат в основе древнегреческих философских учений. Для древнегреческих мыслителей было важно упорядочить все явления мира, отведя каждому свое место в общей структуре универсума, и тем самым создать эстетический образ бытия. И если философы пытались найти неизменные первоосновы вещного многообразного мира и на их основе систематизировать и упорядочить знания о самых разных объектах, то в древнегреческой литературе того периода можно обнаружить появление комедии характеров (новоаттическая комедия) и зафиксировать тенденции смещения драматургических коллизий от судьбы к характеру. Как пример, иллюстрирующий существование сходных тенденций в натурфилософии и литературе, можно провести параллели между типологией животных и растений, созданной Аристотелем и сочинением «Этические характеры», написанным одним из его ближайших учеников и последователей Теофрастом (ок. 372-287 до н.э.). Среди множества черт человека Теофраст находил одну, постоянно повторяющуюся и определяющую особенности поведения человека, его «характер».

Резюме теоретической части. Истоки атомной теории восходят к древнегреческой философии, в рамках которой возникли первые формы теоретических знаний. В античную эпоху знания о природе существуют в форме натурфилософских учений и носят умозрительный характер. Древнегреческая атомистика основывалась на представлениях о дискретном строении материи и объясняла всё многообразие вещного мира и генезис свойств веществ движением в пустоте неделимых и бескачественных частиц – атомов. Древнегреческий элементаризм в рамках представлений о непрерывном строении материи объяснял существование всех вещей и разнообразие их свойств комбинацией четырех элементов (вода, огонь, воздух, земля), которые образуются при наложении на бескачественную первоматерию двух пар противоположных элементарных качеств (тепло – холод, сухость – влажность). По содержанию понятия атом и элемент древнегреческой натурфилософии, существенно отличаются от понятий, используемых современной наукой. Появление первых форм теоретических знаний в Древней Греции было обусловлено культурным переворотом, произошедшим в VIII–VI вв. до н.э. Целый ряд факторов способствовал становлению уникальной эллинской культуры, ставшей колыбелью европейской цивилизации. Идеи гармонизации и идеализации существующего мира, столь важные для эллинской культуры, нашли своё отражение в натурфилософских учениях древнегреческих мыслителей, для которых было важно упорядочить все явления мира, отведя каждому своё место в общей структуре универсума, и тем самым создать эстетический образ бытия.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1. Укажите верные утверждения:

Утверждение

Правильный ответ и комментарий

А. Древнегреческая натурфилософия представляла собой умозрительные концепции о природе.

Правильное утверждение. Натурфилософия – философия природы, умозрительное истолкование природы, рассматриваемой в её целостности.

Б. Представления о непрерывном строении материи нашли свое отражение в атомистике.

Неправильное утверждение. Атомистика отражала представления о дискретном (прерывистом) строении материи.

В. Согласно учению Демокрита всё в мире состоит из атомов, движущихся в пустоте.

Правильное утверждение. Демокрит считал, что всё в мире состоит из мельчайших, недоступных нашим органам чувств атомов, движущихся в пустоте.

Г. Учение Аристотеля основывалось на представлении о прерывном строении материи.

Неправильное утверждение. Аристотель отрицал возможность существования атомов и пустоты. Его учение основывалось на представлениях о непрерывности материи.

Д. Фалес считал первоосновой мира воду.

Правильное утверждение. Древнегреческий мыслитель Фалес первоосновой мира считал воду.

2. Установление соответствие между элементами двух множеств. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.

Правильный ответ:

Учение о материи

Философ

Первоосновой мира является абсолютно бесформенная и непрерывная первоматерия. В зависимости от того, какие элементарные качества на нее налагаются, она может принимать форму какого-либо из элементов (вода, воздух, земля, огонь).

Аристотель

В основе мира лежат вечные и неизменные первовещества («корни») – земля, вода, воздух и огонь, и движущие силы («возбудители движения») – любовь и вражда.

Эмпедокл

Всё в мире состоит из мельчайших, недоступных нашим органам чувств атомов, движущихся в пустоте.

Демокрит