Domanda:
Quali erano le teorie non atomiche dominanti sulla materia nel XIX secolo?
Paul Siegel
2014-10-29 17:55:22 UTC
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Da quello che ho letto, la teoria atomica della materia è stata cementata da un articolo del 1905 di Einstein in cui spiegava il movimento irregolare di un pezzo di polline sospeso nell'acqua partendo dal presupposto che l'acqua sia composta da minuscole molecole. La questione se la materia fosse atomica è stata successivamente risolta con l'avvento della fisica atomica.

La mia domanda è: quali erano le teorie non atomiche più convincenti della materia? Hanno goduto di vantaggi scientifici rispetto all'atomismo?

"Il colpo decisivo per la teoria atomica della materia" - Ehm, l'idea del moto browniano non supportava * fortemente * la teoria atomica? O intendevi che il colpo era stato un camion * per * la * teoria atomica * contro * altre teorie?
@HDE226868 In effetti, stavo cercando di comunicare che la spiegazione di Einstein del moto browniano supportava in modo convincente la teoria atomica della materia.
Questa è una domanda molto buona e molto difficile a cui rispondere. Cominciamo dal fatto che fino al XVI-XVII secolo a molte persone non * importava *. Questo a causa di un forte movimento alchemico che, all'epoca, non riguardava di che materia fosse fatta. Non esisteva un'unica teoria accettata fino al XVIII secolo per quanto ne so. C'era una forte divisione tra la struttura discreta e continua della materia. L'atomismo ha origine dai Greci dove gli atomi di terra, fuoco, aria e acqua sono solidi platonici. Ma l'ilomorfismo era anche un'idea greca, in cui la materia era continua e intera.
Una risposta:
#1
+18
Michael Weiss
2014-11-02 20:12:54 UTC
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Tutte le teorie della materia, a partire dagli antichi filosofi greci, possono essere classificate come continue o discrete (cioè particolato). Questa dicotomia è dovuta ad Aristotele.

Aristotele riteneva che la materia fosse continua: infinitamente divisibile. Aristotele credeva che un vuoto fosse impossibile (anzi, affermava di dimostrarlo). Poiché una teoria del particolato richiede un vuoto tra le particelle, ciò escludeva l'atomismo per Aristotele e i suoi seguaci. La Stanford Encyclopedia of Philosophy è un buon punto di partenza per la filosofia della materia di Aristotele; qui, le sezioni su Hylomorphism e Substance sono le più rilevanti. Il pensiero di Aristotele è, come al solito, complicato: ha ammesso che per alcuni tipi di sostanza (ad esempio, sangue, ossa), ce n'era una quantità minima che avrebbe mantenuto il carattere della sostanza sfusa.

L'atomismo risale agli antichi greci, a Leucippo e al suo studente Democrito si attribuiva il merito. Queste due correnti di pensiero persistono, come dici tu, fino al XX secolo.

Galileo in un lungo passaggio nel Dialogo sui due principali sistemi del mondo discute materiale vs. forme astratte, ad esempio, una sfera matematica contro una sfera di bronzo. I teoremi della geometria valgono per gli oggetti materiali? Galileo (attraverso il suo portavoce Salviati) dice di sì. È vero che la sfera di bronzo probabilmente non è perfetta, ma corrisponde perfettamente a qualche forma matematica. Inoltre, in linea di principio non c'è motivo per cui non potremmo avere una sfera di bronzo che corrispondesse perfettamente alla sfera matematica. Chiaramente queste opinioni sono incompatibili con la visione atomica della materia.

Le teorie della materia alla rinfusa, come la dinamica dei fluidi o la meccanica dei solidi (chiamata congiuntamente meccanica del continuo), utilizzano modelli continui della materia. Al giorno d'oggi queste sono considerate finzioni convenienti. Non sono sicuro delle opinioni dei pionieri qui (Hooke, Euler, Ricatti, Young). Il lavoro di Galileo su come la forza dipende dalle dimensioni è ben noto e, come notato, non era un atomista.

Saltando al XIX secolo: il capitolo "La realtà delle molecole" nella biografia di Einstein di Pais Sottile è il Signore ... copre il terreno in modo succinto. Sul versante dell'atomismo, la legge di Dalton delle proporzioni multiple e la legge di Gay-Lussac di combinare i volumi sembrano entrambe potenti argomenti per l'atomismo. Anche l'ipotesi di Prout (che tutti i pesi atomici siano multipli del peso atomico dell'idrogeno) sembra fermamente atomistica. Ma Pais scrive:

Tuttavia Prout non ha considerato la sua ipotesi come un suggerimento per la realtà degli atomi. "La luce con cui sono sempre stato abituato a considerarla [l'ipotesi atomica] è stata ... come un artificio convenzionale, estremamente conveniente per molti scopi ma che non rappresenta la natura."

Tra i fisici, l'argomento incentrato sulla teoria cinetica dei gas . Mach e Ostwald furono i più famosi oppositori dell'atomismo. A un discorso tenuto da Ostwald nel 1895, Ostwald attaccò l'atomismo con un argomento già fatto da Loschmidt vent'anni prima: a livello microscopico tutte le leggi note della fisica sono reversibili nel tempo, ma a livello macroscopico abbiamo entropia ed evidente irreversibilità.

Chiedi dei vantaggi scientifici delle teorie sul continuo rispetto all'atomismo. Dobbiamo fare attenzione a non importare idee moderne di prove scientifiche all'ingrosso nei primi periodi (un peccato che gli storici chiamano presentismo o whiggism). Ciò che respingiamo come argomenti metafisici o forse linguistici ha avuto un grande peso in gran parte della storia della scienza. L'argomento di Parmenide contro il vuoto - per parlare di una cosa, si deve parlare di una cosa che esiste - è stato convincente per molti. Mentre Aristotele respingeva l'argomento di Parmenide, aveva le sue "prove" filosofiche dell'impossibilità di un vuoto, basate sulle sue teorie del movimento.

Un argomento metafisico più appetibile per le orecchie moderne è il rasoio di Occam: non essere moltiplicato senza necessità ". In altre parole, non ipotizzare l'esistenza di qualcosa a meno che non ci siano conseguenze verificabili. Questo è l'argomento usato nella teoria della relatività contro lo spazio assoluto e nella meccanica quantistica contro le traiettorie classiche per le particelle. Mach e molti chimici ritenevano che l'ipotesi atomica non fornisse nulla oltre alle regolarità (come le leggi di Dalton e Gay-Lussac) utilizzate come argomenti.

Kuhn ha sottolineato che teorie unificate e altamente articolate hanno sempre vantaggio rispetto a teorie meno sviluppate con più varianti. Nel XIX sec. Gli "atomisti" non presentavano affatto un fronte unificato. Gli atomi erano divisibili o no? Qual era esattamente la differenza tra un atomo e una molecola? I chimici hanno parlato della distinzione tra molecole chimiche e fisiche, senza alcun consenso su quale fosse la differenza o se ce ne fosse una. (Oggi diciamo nessuna differenza.) Il lavoro di Maxwell e Boltzmann sulla meccanica statistica sembrava semplicemente riprodurre, con grande difficoltà matematica, risultati ottenuti facilmente con la termodinamica classica, una teoria continua.

Infine, molti fisici (come Planck per molti anni) hanno considerato la seconda legge della termodinamica come assolutamente e non solo statisticamente vera. Ho già notato il devastante argomento di Loschmidt.

Concluderò con un'osservazione ironica. Se la teoria delle stringhe vale, significa forse che la folla del continuum ha sempre avuto ragione?

Questa è una risposta eccezionale, grazie! Apprezzo particolarmente che tu abbia sottolineato l'argomento di Loschmidt, di cui ero a conoscenza ma di cui non conoscevo le origini.
"Al giorno d'oggi queste sono considerate finzioni convenienti". Non è tutto? Oh aspetta, questa non è * Filosofia * della Scienza. Grazie mille per questa risposta, ho appena cliccato su questo perché stavo cercando qualcos'altro ma questo sembrava interessante, e lo è!


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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