Som filosofen Nietzsche berømt sagde: ”Den, der ville lære at flyve en dag, må først lære at stå og gå og løbe og klatre og danse; man kan ikke flyve til at flyve. ” Dette er bestemt tilfældet, når det kommer til menneskehedens forståelse af universet, noget der har udviklet sig i mange tusinder af år og været genstand for den løbende opdagelse.
Og undervejs skiller mange navne sig ud som eksempler på mennesker, der opnåede gennembrud og hjalp med at lægge grundlaget for vores moderne forståelse. En sådan person er Democritus, en gammel græsk filosof, der af mange betragtes som ”den moderne videnskabs far”. Dette skyldes hans teori om univers, der består af bittesmå "atomer", der ligner en slående lighed med moderne atomteori.
Selvom han typisk betragtes som en af Grækenlands mange præsokratiske naturfilosoffer, har mange historikere hævdet, at han mere korrekt er klassificeret som en videnskabsmand, i det mindste sammenlignet med hans samtidige. Der har også været betydelig kontrovers - især i Tyskland i det 19. århundrede - om, hvorvidt Democritus fortjener kredit for atomteorien eller ej.
Dette argument er baseret på forholdet, som Democritus havde til den moderne filosof Leucippus, der er kendt for at dele sin teori om atomer med ham. Imidlertid kom deres teorier ned på et andet grundlag, en sondring, der giver Democritus mulighed for at få æren for en teori, der fortsat ville blive et grundlæggende element i den moderne videnskabelige tradition.
Fødsel og tidlig liv:
Den præcise dato og placering af Democritus-fødsel er emnet for debatten. Mens de fleste kilder hævder, at han blev født i Abdera, der ligger i den nordgræske provins Thrakien, omkring 460 fvt. Andre kilder hævder imidlertid, at han blev født i Miletus, en kystby i det gamle Anatolien og det moderne Tyrkiet, og at han blev født i 490 fvt.
Det er blevet sagt, at Democritus 'far var fra en ædel familie og så velhavende, at han modtog den persiske konge Xerxes på sidstnævnte march gennem Abdera under den anden persiske krig (480–479 f.Kr.). Det argumenteres endvidere for, at den persiske monark som belønning for hans tjeneste gav sin far og andre Abderitter gaver og efterlod adskillige Magi blandt dem. Demokritus blev tilsyneladende instrueret af disse Magi i astronomi og teologi.
Efter at hans far var død, brugte Democritus sin arv til at finansiere en række rejser til fjerne lande. Da han ønskede at fodre sin tørst efter viden, rejste Democritus meget over den kendte verden, rejste til Asien, Egypten og (ifølge nogle kilder) turde så langt som til Indien og Etiopien. Hans forfattere inkluderer beskrivelser af byerne Babylon og Meroe (i det moderne Sudan).
Da han vendte tilbage til sit hjemland, beskæftigede han sig med studiet af naturfilosofi. Han rejste også gennem Grækenland for at få et bedre kendskab til dets kulturer og lærte af mange af Grækenlands berømte filosoffer. Hans rigdom gjorde det muligt for ham at købe deres skrifter, og han skrev om dem i sine egne værker. Med tiden ville han blive en af de mest berømte af de før-sokratiske filosoffer.
Leucippus fra Milet havde den største indflydelse på ham, blev hans mentor og delte sin teori om atomisme med ham. Demokritus siges også at have kendt Anaxagoras, Hippokrates og endda Sokrates selv (selvom dette forbliver ubeviset). I sin tid i Egypten lærte han af egyptiske matematikere og siges at være blevet bekendt med de kaldeiske magi i Assyria.
I atomisternes tradition var Democritus en gennemgribende materialister, der så verden i form af naturlove og årsager. Dette adskiller ham fra andre græske filosoffer som Platon og Aristoteles, for hvem filosofi var mere teleologisk - dvs. mere optaget af begivenhedernes formål snarere end årsagerne, såvel som ting, essensen, sjælen og endelige årsager.
I henhold til de mange beskrivelser og anekdoter om Democritus var han kendt for sin beskedenhed, enkelhed og engagement i sine studier. En historie hævder, at han blindede sig med vilje for at blive mindre distraheret af verdslige anliggender (hvilket antages at være apokryf). Han var også kendt for sin sans for humor og benævnes ofte "Laughing Philosopher" - for hans evne til at grine af menneskelig dårskab. For sine medborgere blev han også kendt som ”The Mocker”.
Videnskabelige bidrag:
Democritus er kendt for at være en pioner inden for matematik og geometri. Han var blandt de første græske filosoffer, der observerede, at en kegle eller pyramide har en tredjedel volumen af en cylinder eller prisme med samme base og højde. Mens ingen af hans værker om emnet overlevede middelalderen, er hans matematiske bevis hentet fra andre værker med indeholder omfattende citater til titler som Om tal, på geometrik, Om Tangencies, Ved kortlægning, og Om irrationals.
Democritus er også kendt for at have brugt meget af sit liv på at eksperimentere med og undersøge planter og mineraler. Ligesom hans arbejde i matematik og geometri bruges citater fra eksisterende værker til at udlede eksistensen af værker om emnet. Disse inkluderer Om Menneskets Natur, den to-bindende samling På kød, On Mind, On the Senses, På smag, På farver, Årsager beskæftiget med frø og planter og frugt, og til den tre-bindende samling Årsager der vedrører dyr.
Fra sin undersøgelse af naturen udviklede Democritus, hvad der kunne betragtes som nogle af de første antropologiske teorier. Ifølge ham levede mennesker korte liv i arkaiske tider og blev tvunget til at fodre som dyr, indtil frygt for vilde dyr derefter kørte dem ind i samfund. Han teoretiserede, at sådanne mennesker ikke havde noget sprog, og kun udviklede det gennem behovet for at formulere tanker og ideer.
Gennem en proces med forsøg og fejl udviklede mennesker ikke kun verbalsprog, men også symboler, som de kunne kommunikere (dvs. skriftsprog), beklædning, ild, husdyrhold og landbrug. Hvert trin i denne proces førte til flere opdagelser, mere kompleks opførsel og de mange ting, der kom til at karakterisere det civiliserede samfund.
Med hensyn til astronomi og kosmologi var Democritus en talsmand for den sfæriske jordhypotese. Han troede, at universet i det originale kaos, hvorfra universet sprang ud, kun var sammensat af kun bittesmå atomer, der kom sammen for at danne større enheder (en teori, der har en slående lighed med The Big Bang Theory og Nebular Theory). Han troede også på eksistensen af mange verdener, som enten var i vækst eller forfald.
På lignende måde fremskaffede Democritus en teori om tomrum, der udfordrede de paradokser, der blev rejst af hans kolleger i Grækenland, Parmenides og Zeno - grundlæggere af metafysisk logik. Ifølge disse mænd kan bevægelse ikke eksistere, fordi en sådan ting kræver, at der er et tomrum - som ikke er noget og derfor ikke kan eksistere. Og et tomrum kan ikke betegnes som sådan, hvis det faktisk er en definerbar, eksisterende ting.
Til dette hævdede Democritus og andre atomister, at da bevægelse er et observerbart fænomen, skal der være et tomrum. Denne idé forhåndsvisning af Newtons teori om absolut rum, hvor rum findes uafhængigt af enhver observatør eller noget, der er eksternt til det. Einsteins relativitetsteori tilvejebragte også en opløsning på de paradokser rejst af Parmenides og Zeno, hvor han hævdede, at rummet i sig selv er relativt og ikke kan adskilles fra tiden.
Democritus 'tanker om sandhedens natur viste også en forhåndsvisning af udviklingen af den moderne videnskabelige metode. Ifølge Democritus er sandheden vanskelig, fordi den kun kan opfattes gennem sanser-indtryk, som er subjektive. På grund af dette hævdede Aristoteles i sin Metafysik at Democritus var af den opfattelse, at "enten er der ingen sandhed, eller for os er det i det mindste ikke tydeligt."
Som Diogenes Laertius citerede i sin traktat fra det 3. århundrede, Liv og udtalelser fra fremherskende filosofer: "Ved konvention varmt, ved konvention koldt, men i virkeligheden atomer og tomrum, og også i virkeligheden ved vi intet, da sandheden er i bund."
I sidste ende kom Democritus 'mening om sandheden ned på en sondring mellem to slags viden - "legitim" (eller "ægte") og bastard (eller "hemmelighed"). Sidstnævnte beskæftiger sig med opfattelse gennem sanserne, som er subjektiv af natur. Dette skyldes det faktum, at vores sansopfattelse påvirkes af atomenes form og natur, når de flyder ud fra det pågældende objekt og gør indtryk på vores sanser.
Derimod opnås ”legitim” viden gennem intellektet, hvor sansedata uddybes gennem ræsonnement. På denne måde kan man komme fra ”bastard” -indtryk til det punkt, hvor ting som forbindelser, mønstre og kausalitet kan bestemmes. Dette stemmer overens med den induktive ræsonnemetode, der senere blev udarbejdet af Renee Descartes, og er et fremragende eksempel på, hvorfor Democritus betragtes som en tidligt videnskabelig tænker.
Atomteori:
Imidlertid var Democritus største bidrag til moderne videnskab nok den atomteori, han belyste. I henhold til Democritus 'atomteori overholder universet og al materie følgende principper:
- Alt er sammensat af “atomer”, som er fysisk, men ikke geometrisk, udelelige
- Mellem atomer ligger der tomt rum
- Atomer kan ikke ødelægges
- Atomer har altid været og vil altid være i bevægelse
- Der er et uendeligt antal atomer og slags atomer, der er forskellige i form og størrelse.
Han var ikke alene om at foreslå atomteori, da både hans mentor Leucippus og Epicurus menes at have foreslået de tidligste synspunkter på atomernes form og forbindelse. Ligesom Democritus troede de, at soliditeten af et materiale svarede til formen af de involverede atomer - dvs. jernatomer er hårde, vandatomer er glatte og glatte, brandatomer er lette og skarpe, og luftatomer er lette og hvirvlende.
Imidlertid krediteres Democritus med at illustrere og popularisere konceptet og for hans beskrivelser af atomer, der overlevede den klassiske antik for at påvirke senere filosoffer. Ved hjælp af analogier fra vores sansoplevelser gav Democritus et billede eller et billede af et atom, der adskiller dem fra hinanden ved deres form, størrelse og arrangement af deres dele.
I det væsentlige var denne model en af et inert fast stof, der udelukkede andre legemer fra dets volumen, og som interagerede mekanisk med andre atomer. Som sådan inkluderede hans model fysiske forbindelser (dvs. kroge og øjne, kugler og stikkontakter), der forklarede, hvordan forbindelser opstod mellem dem. Selvom dette kun ligner den moderne atomteori (hvor atomer ikke er inerte og interagerer elektromagnetisk), er det tættere på linje med moderne videnskab end nogen anden antik teori.
Selvom der ikke er nogen klar forklaring på, hvordan forskere i den klassiske antikhed kom til at teoretisere eksistensen af atomer, viste konceptet sig at være indflydelsesrig, hvilket blev hentet af den romerske filosof Lucretius i det 1. århundrede CE og igen under den videnskabelige revolution. Ud over at være uundværlig for moderne molekylær og atomteori, gav den også en forklaring på, hvorfor begrebet et tomrum var nødvendigt i naturen.
Hvis alt stof var sammensat af små, udelelige atomer, skal der også være en hel del åben plads mellem dem. Denne ræsonnement er også fortsat for at informere forestillinger om kosmologi og astronomi, hvor Einsteins teori om særlig relativitet var i stand til at fjerne begrebet ”lysende aether” i forklaringen af lysets opførsel.
Diogenes Laertius opsummerede atomteorien Democritus som følger i Liv og udtalelser fra fremherskende filosoffer:
”Atomer og vakuumet var universets begyndelse; og at alt andet kun eksisterede i mening. At verdener var uendelige, skabte og letfordærvelige. Men at intet blev skabt af intet, og at intet blev ødelagt for at blive intet. At atomerne var uendelige både i størrelse og antal og blev båret omkring gennem universet i uendelige revolutioner. Og at de således frembragte alle de kombinationer, der findes; ild, vand, luft og jord; for at alle disse ting kun er kombinationer af visse atomer; hvilke kombinationer, der ikke er i stand til at blive påvirket af eksterne omstændigheder, og som ikke kan ændres på grund af deres soliditet. ”
Død og arv:
Democritus døde i en alder af halvfems, hvilket ville placere hans død omkring 370 f.Kr. selvom nogle forfattere er uenige, med nogle hævder, at han levede til 104 eller endda 109. Ifølge Marcus Aurelius 'bog Meditationer, Democritus blev spist af lus eller skadedyr, skønt han i den samme passage skriver, at "andre lus dræbte Socrates", hvilket antyder, at dette var ment metaforisk. Da Socrates døde i hænderne på den athenske regering, der fordømte ham, er det muligt, at Aurelius tilskrev Democritus-død til menneskelig dårskab eller politik.
Mens Democritus var meget værdsat blandt sine samtidige, var der også dem, der modede ham. Dette omfattede Platon, der ifølge nogle beretninger ikke kunne lide ham så meget, at han ønskede, at alle hans bøger ville blive brændt. Platons elev Aristoteles var imidlertid bekendt med Democritus værker og nævnte ham i begge dele Metafysik og Fysik, hvor han beskrev ham som en "fysiker", der ikke beskæftiger sig med idealerne om form eller essens.
I sidste ende anerkendes Democritus som en af grundlæggerne af den moderne videnskab, fordi hans metoder og teorier ligner de moderne astronomers og fysikers. Og mens hans version af atommodellen adskiller sig meget fra vores moderne forestillinger, var hans arbejde uden tvivl værdi og var et skridt i en løbende proces, der omfattede forskere som John Dalton, Neils Bohr og endda Albert Einstein.
Som altid er videnskab en proces med fortsat opdagelse, hvor nye gennembrud bygger på de gamle fundament og hver generations forsøg på at se lidt længere ved at stå på skuldrene til dem, der kom før.
Vi har mange interessante artikler om atomteori her på Space Magazine. Her er en om John Daltons atommodel, Neils Bohrs atommodel, "Plum Pudding" atommodel.
For mere information, se Atomens historie - Demokritus.
Astronomy Cast har en vidunderlig episode om emnet med titlen Episode 392: The Standard Model - Intro
