从一到无穷大:微观宇宙
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恩培多克勒的观点

恩培多克勒(前495~约前435)

古希腊哲学家,在科学、哲学、宗教领域均有贡献,他提出了四根说,认为土、火、气、水是组成万物的四根。其中每一根都是永恒的,但它们可以以不同比例混合起来,这样便产生了世界上的正在变化的复杂物质。

但是与德谟克里特持完全相反观点的是同时代的恩培多克勒。他认为原子有若干种,不同原子按不同比例混合起来,就构成了不同种类的物质。

基于当时还处在初期阶段的化学知识,恩培多克勒提出了四种原子,四种原子分别对应当时普遍认为的最基本的四种物质:土、水、空气和火。

他的观点是,紧密排列在一起的土原子和水原子组成了土壤,原子排列得越好,土质就越好。依靠土壤生长的植物将土原子、水原子与太阳光中的火原子结合,形成木头的分子。失去水分子后,木头就成了干柴。干柴燃烧后,木头分解成组成它的火原子和土原子,火原子从火焰中飘散出,燃烧剩下的灰烬即为土原子。

在科学发展的萌芽时期,这样解释植物的生长和木柴的燃烧似乎还显得挺合理的。很可惜这样的解释仍然是不正确的。

现在我们已经知道,植物生长所需要的元素来自空气,并不是像古人和一些没有接受过相关教育的现代人想的那样。土壤只为植物的生长提供一小部分盐类,其余的作用是作为支撑植物生长的地点以及为植物储存水分。只需要一小块土壤,就能种植一株大玉米。

后来人们证实了,空气也不是纯净物,是氮气和氧气等气体的混合物(而非古人所想的那样是一种简单的元素),空气还含有一定数量由氧原子和碳原子组成的二氧化碳气体分子。

在阳光的照射下,植物的绿叶吸收大气中的二氧化碳,二氧化碳与根系吸收的土壤中的水分,生成各种其他物质,也就是这些物质构成了植物本身。植物合成的物质中还有氧气,其中一部分氧气被植物释放到大气中,这就是为什么“在屋里养花草,空气会变得好”的原因。

当木头燃烧时,木头中所含的一些分子和空气中的氧原子结合,变成二氧化碳和水,随着燃烧的进行飘散到空气中。

曾被古人认为能够被植物吸收的“火原子”,实际上并不存在。阳光为植物提供了分解二氧化碳的能量,并且这一过程可以形成可供植物呼吸的气体养料。

其实火原子不存在。火焰是火原子的“逸散”,这一观点显然也是不正确的。火焰是一股炽热的气体物质,因为在燃烧过程中会释放大量的能量,所以发出肉眼可见的光芒。