7.6 Учение о строении атома

Гипотеза об атомах как неделимых частицах, и прежде всего в физике и химии, была выдвинута для объяснения таких эмпирических законов, как законы Бойля-Мариотта и Гей-Люссака для идеальных газов (раздел4), теплового расширения тел и различных химических законов (раздел 5). В самом деле, закон Бойля-Мариотта утверждает, что объем газа обратно пропорционален его давлению, но не объясняет почему. Аналогично этому при нагревании тела его размеры увеличиваются, но эмпирический закон теплового расширения не объясняет причину такого расширения.

Очевидно, что для такого объяснения необходимо выйти за рамки эмпирических законов и обратиться к теоретическим гипотезам и законам. В отличие от эмпирических законов они содержат понятия и величины, относящиеся к ненаблюдаемым объектам. Именно такими объектами являются атомы, а также образованные из них молекулы.

С помощью атомов и молекул в кинетической теории вещества убедительно объясняются все перечисленные и другие известные эмпирические законы.

Таким образом, свойства наблюдаемых нами тел и законов их поведения мы объясняем с помощью простых свойств невидимых атомов и молекул. При этом свойства более сложных образований, какими являются молекулы, объясняются также с помощью атомов, так как атомы оказываются последними, далее неразложимыми частицами вещества. Поэтому атом в химии обычно определяют как наименьшую часть химического элемента, несущую его свойства.

Однако попытка сведения всех многообразных и сложных свойств и закономерностей тел и явлений окружающего мира к более простым (метод редуцирования) вряд ли могла считаться успешной, хотя бы потому, что на каждом уровне познания раскрывались новые границы и находились новые неделимые последние частицы материи. Среди открытий ученых было обнаружение естественной радиоактивности (см.п.7.5), мельчайшей частицы электричества - электрона (см. планетарную модель Резерфорда, квантовую теорию Н.Бора, раздел 2).

Все эти и связанные с ними открытия в других отраслях знаний невозможно было понять и объяснить с точки зрения старой, классической физики, и поэтому в первое время немало ученых считало, что они не только подрывают материалистический взгляд на природу, но и отрицают объективное содержание физической науки. Соответственно, одна часть ученых стала рассматривать научные истины просто как условные соглашения, принимаемые в целях обобщения эмпирического материала, другая - как полезные инструменты для предсказаний, третья - как средства для "экономии мышления". Таким образом, из относительности научных истин, из того, что они неполно, не целиком верно, а лишь приблизительно отражают свойства и закономерности природы, был сделан совершенно ошибочный вывод, что они вообще не являются объективными истинами, т.е. знание, содержащееся в них, не зависит от человека. Все это породило кризис в физике в конце XIX- начале XX вв., выход из которого следовало искать в переходе от старых понятий и принципов классической физики к новым понятиям и теориям, которые бы верно отражали эти свойства и закономерности.

Рассмотрим современные воззрения на структуру атома.