1. Древнеримский поэт Лукреций (І в. до н.э.), передавая латинскими стихами в поэме «De rerum natura» («О природе вещей») основные идеи письма Эпикура «О природе», писал:

«Не сомневаюсь я в том, что учения тёмные греков

Ясно в латинских стихах затруднительно будет.

Главное, к новым словам прибегать мне нередко придётся.

При нищете языка и наличии новых понятий».

С какими трудностями столкнулся Лукреций, пытаясь изложить физику греков на латыни?

2. В свинцовую сферу налили воду и запаяли отверстие. Сферу постепенно начали сжимать под прессом. Через некоторое время по всей её поверхности проступили капли воды. Объясните это явление с точки зрения идей Лукреция, желательно в стихотворной форме, подобно Лукрецию.

 

1. Лукреций в поэме «О природе вещей» писал:

«Надо добавить ещё: на тела основные природа

Все разлагает опять и в ничто ничего не приводит.

Ибо, коль вещи во всех частях своих были бы смертны,

То и внезапно из глаз исчезали бы они, погибая;

Не было б вовсе нужды и в какой-нибудь силе, могущей

Их по частям разорвать и все связи меж ними расторгнуть.

Но, так как все состоят из вечного семени вещи,

То до тех пор, пока им не встретится внешняя сила.

Или такая, что их изнутри чрез пустоты разрушит.

Гибели полной вещей никогда не допустит природа».

Как Лукреций объясняет, что тела не распадаются на атомы?

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории (ХІХ в.), вещество может пребывать в трех агрегатных состояниях – твёрдом, жидком и газообразном. Все тела делятся на твёрдые тела, жидкости и газы. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция.

 

1. Лукреций писал:

«И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;

Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,

Как и не видно того, как она исчезает от зноя.

Значит, дробится вода на такие мельчайшие части.

Что недоступны они совершенно для нашего глаза».

Прокомментируйте этот фрагмент. Нарисуйте свою мысль.

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, в природе существуют мельчайшие частички – атомы, из которых состоят все вещества. Атомы могут объединяться в молекулы. Атомы и молекулы находятся в постоянном движении. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с учениями Демокрита и Эпикура.

 

1. Прокомментируйте отрывок из Лукреция:

«Так и кольцо изнутри, что долгое время на пальце

Носится, из году в год становится тоньше и тоньше;

Капля за каплей долбит, упадая, скалу; искривленный

Плуга железный сошник незаметно стирается в почве;

И мостовую дорог, мощеную камнями, видим

Стертой ногами толпы; и правые руки у статуй

От припадания к ним проходящего мимо народа.

Нам очевидно. Что вещь от стиранья становится меньше,

2. Известно, что твёрдые тела отличаются пластичностью и упругостью. При определенной температуре твёрдые тела плавятся. Объясните эти свойства твердых тел с точки зрения Лукреция, желательно, в стихах, подражая Лукрецию.

 

1. Лукреций писал:

«Но не заполнено все веществом и не держится тесно

Сплоченным с разных сторон: в вещах пустота существует.

Вот почему несомненна наличность пустого пространства:

Без пустоты никуда вещам невозможно бы вовсе

Двигаться было; ведь то, что является признаком тела:

Противодействовать и не пускать – препятствием вечным

Было б вещам, и ничто бы тогда не могло продвигаться,

Ибо ничто, отступив, не дало бы начала движенью».

Как понимает пустоту Лукреций?

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, в газах молекулы свободно движутся в промежутках между кратковременными столкновениями. В жидкостях молекулы колеблются относительно определенных своих положений. Они довольно часто меняют своё место в жидкости, «просачиваясь» между другими молекулами. В твердых телах атомы и молекулы колеблются относительно четко фиксированных положений.

Сопоставьте эти положения молекулярно-кинетической теории с идеями Демокрита и Эпикура. Нарисуйте схемы.

 

1. Согласны ли вы с пониманием сравнения тел по плотности, которое развивает Лукреций в таком фрагменте:

«И, наконец, почему мы видим, что многие вещи

Весом тяжеле других, по объему нисколько не меньших?

Ведь, коль в мотке шерстяном содержится столько же тела,

Сколько и в слитке свинца, то и весить он столько же должен,

Ибо все книзу давить является признаком тела,

Наоборот, пустота по природе своей невесома.

Так что, коль что-нибудь легче другого того же размера,

Больше в себе пустоты заключает оно очевидно.

Значит, бесспорно к вещам примешано то, что стремимся

Разумом чутким понять и что мы пустотой называем».

Что Лукреций называет признаком тела?

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, скорость молекул и температура тел связаны: чем выше температура тела, тем больше скорость его молекул и наоборот. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с идеями Демокрита и стихами Лукреция.

 

1. Проанализируйте логику доказательства Лукрецием существования пустоты. Нарисуйте схемы.

«И в заключеньи: коль два обширные тела, столкнувшись,

Быстро отскочат одно от другого, то воздух, конечно,

Должен всю ту пустоту захватить, что меж них получилась;

Но, и врываясь туда отовсюду стремительным током,

Всё-таки сразу всего заполнить пространства не сможет.

Он непременно займет сначала ближайшее место,

Следом другое за ним, а затем уж и все остальные.

Сколько, поэтому, ты не медлил бы, мне возражая,

Все же придется признать, что в вещах пустота существует».

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, свойства веществ определяют разновидности атомов – химические элементы, которых известно более 100: водород, кислород, железо, золото, ртуть, углерод и пр. Физические свойства веществ зависят от химического состава молекул и от способа связи атомов в молекулах или кристаллах твердых тел.

Сопоставьте эти идеи молекулярно-кинетической теории с идеями античных атомистов.

 

1. Как Лукреций обосновывает неизменность атомов?

«Ведь, если б могли изменяться

Первоначала вещей, подчиняясь каким-то причинам,

Было б неясно для нас и то совершенно, что может

Происходить, что не может, какая конечная сила

Каждой вещи дана и какой ей предел установлен;

И не могли б столько раз повторяться в отдельных породах

Свойства природные, нрав и быт и движения предков».

2. Нарисуйте в виде схемы, как представляет себе молекулярно-кинетической теории переход из одного агрегатного состояния в другое. Согласились бы с этой схемой Демокрит и Эпикур? Обоснуйте свой ответ.

 

1. Обсудите в классе «темное» место у Лукреция. Получается ли у Лукреция, что сам по себе атом двигаться и вообще быть не может, а только в ансамбле с другими? Или «первоначало» состоит из более мелких неделимых частиц – ансамбля сплоченных «долей», образующих «телесную сущность»?

«Далее, так как есть предельная некая точка

Тела того, что уже недоступно для нашего чувства,

То несомненно она совсем не делима на части,

Будучи меньше всего по природе своей; и отдельно,

Самостоятельной быть не могла никогда и не сможет,

Ибо другого она единая первая доля,

Вслед за которой ещё подобные ей по порядку

Сомкнутым строем сплотясь, образуют телесную сущность.

Так как самим по себе им быть невозможно, то, значит,

Держаться вместе они, и ничто их не может расторгнуть».

2. Твёрдые тела сохраняют свою форму. Твёрдые тела бывают кристаллическими, их атомы сохраняют дальний порядок расположения, и аморфными, сохраняющими лишь ближний порядок. Кристаллы плавятся только при определенной температуре. Сопоставьте эти положения молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция. Почему твёрдые тела сохраняют свою форму? Ест ли у них «память формы»?

 

1. Изобразите первоначало Лукреция. Верно ли, что Лукреций первоначало представляет сцеплением элементарных неделимых долей, образующих простые формы?

«Первоначала вещей таким образом просты и плотны.

Стиснуты будучи крепко сцепленьем частей наименьших,

Но не являясь притом скопленьем отдельных частичек,

А отличаясь скорей вековечной своей простотою.

И ничего ни отторгнуть у них ни уменьшить природа

Не допускает уже, семена для вещей сберегая».

2. Молекулярно-кинетическая теория утверждает, что жидкости не имеют собственной формы, они текучи и потому повторяют форму сосуда. Жидкости имеют свободную горизонтальную поверхность. Молекулы жидкости колеблются относительно своих стабильных положений и изменяют их скачком. При определенной температуре жидкости кипят. В газообразное состоянии жидкости переходят путем испарения. Они затвердевают, кристаллизуются при той же температуре, при которой плавятся.

Сопоставьте эти положения молекулярно-кинетической теории с гипотезами Лукреция. Почему жидкости не имеют собственной формы?

 

1. Лукреций, доказывая существование неделимых «от противного», на мгновение представляет себе мир без атомов:

«Если не будет, затем, ничего наименьшего, будет

Из бесконечных частей состоять и мельчайшее тело:

У половины всегда найдется своя половина,

И для деленья нигде не окажется вовсе предела.

Чем отличишь ты тогда наименьшую вещь от вселенной?

Ровно, поверь мне, ничем. Потому что, хотя никакого

Нет у вселенной конца, но ведь даже мельчайшие вещи

Из бесконечных частей состоять одинаково будут.

Здравый, однако же смысл отрицает, что этому верить

Может наш ум, и тебе остается признать неизбежно

Существованье того, что совсем неделимо, являясь

По существу наименьшим. А если оно существует,

Должно признать, что тела изначальные плотны и вечны».

Опиши подробно мир без атомов. Почему такой мир невозможен логически? Подумай ещё раз, почему воззрения атомистов, с точки зрения Аристотеля, входят в противоречие с идеями математиков?

2. Молекулярно-кинетическая теория утверждает: газы, как и жидкости, не имеют собственной формы, следствие высокой летучести они легко её изменяют, полностью заполняя предоставленное им пространство. Сопоставьте это положение молекулярно-кинетической теории с теорией Лукреция. Почему газы и жидкости не «помнят» своей формы, а твёрдые тела – «помнят»?

 

1. Прокомментируйте, как Лукреций объясняет природу твердых тел:

«Раз установлено так, то телам изначальным, конечно.

Вовсе покоя нигде не дано в пустоте необъятной.

Наоборот: непрерывно гонимые разным движеньем,

Частью далеко они отлетают, столкнувшись друг с другом,

Частью же расходятся врозь на короткие лишь расстоянья.

Те, у которых тесней их взаимная сплоченность, мало

И на ничтожные лишь расстоянья прядая порознь,

Сложностью самых фигур своих спутаны будучи цепко,

Мощные корни камней и тела образуют железа

Стойкого, также как все остальное подобного рода».

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, молекулы газа свободно движутся в пространстве, которое заполняют, взаимодействуя только во время кратковременных столкновений. Они находятся на очень больших расстояниях друг от друга. Поэтому газы легко сжимаются и расширяются. При охлаждении газы конденсируются, становясь жидкостями.

Сопоставьте эти гипотезы молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция.

 

1. Прокомментируйте, как Лукреций объясняет природу газов и света:

«Прочие в малом числе в пустоте необъятной витая,

Прядают прочь далеко и далеко назад отбегают

На промежуток большой. Из них составляется редкий

Воздух, и солнечный свет они нам доставляют блестящий.

Множество, кроме того, в пустоте необъятной витает

Тех, что отброшены прочь от вещей сочетаний и снова

Не были в силах ещё сочетаться в движеньи с другими».

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, кристаллическим телам присущ дальний порядок расположения атомов и молекул. Это значит, что форма и порядок соединения частиц в кристаллах повторяется на расстояниях, гораздо больших, чем расстояния между соседними атомами.

Сопоставьте эту гипотезу молекулярно-кинетической теории с идеями Лукреция. Иллюстрируйте свои мысли схемами.

 

1. Прокомментируйте способ понимания движения атомов. Который демонстрирует Лукреций:

«Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет поникает

В наши жилища и мрак прорезает своими лучами,

Множество маленьких тел в пустоте, ты увидишь, мелькая,

Мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света;

Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах,

В схватке бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя,

Или сходясь, или врозь беспрерывно опять разлетаясь.

Можешь из этого ты уяснить себе, как неустанно

Первоначала вещей в пустоте необъятной мятутся.

Так о великих вещах помогают составить понятье

Малые вещи, пути намечая для их постиженья».

2. Установлено, что диаметр атома равен 0,0000000001 м. Прокомментируйте этот факт, открытый современной физикой, с точки зрения идей Лукреция.

 

1. Сравнивая первоначала с мелкими пылинками, Лукреций так объясняет движение самих пылинок:

«Кроме того, потому обратить тебе надо вниманье

На суматоху в телах, мелькающих в солнечном свете,

Что из неё познаешь ты мы материи также движенья.

Происходящие в ней потаенно и скрыто от взора.

Ибо увидишь ты там, что множество тел изменяют

Путь свой от скрытых толчков и опять отлетают обратно,

Вечно туда и сюда разбегаясь во всех направленьях.

Знай же: идёт от начал всеобщее это блужданье».

Нарисуйте схему для этого объяснения.

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории – молекула делима и состоит из атомов. Например, молекула воды состоит из атомов водорода и кислорода. Как вы это объясните: ведь молекула – мельчайшая частица вещества?

 

1. Лукреций писал:

«Первоначала вещей сначала движутся сами,

Следом за ними тела из малейшего их сочетанья,

Близкие, как бы сказать, по силам к началам первичным,

Скрыто от них получая толчки, начинают стремиться,

Сами к движенью, затем понуждая тела покрупнее.

Так. Исходя от начал, движение мало-помалу

Наших касается чувств и становится видимым также

Нам и в пылинках оно, что движутся в солнечном свете.

Хоть незаметны толчки, от которых оно происходит».

Как понимает причину движения Лукреций?

2. С точки зрения Лукреция (желательно, стихами, подражая Лукрецию) объясните следующий факт: капли масла растекаются по поверхности воды, образуя тонкую пленку. Почему при некоторой толщине пленки масло перестает растекаться?

 

1. В поэме «О природе вещей» Лукреций, в отличие от Демокрита, развивает идею «clinamen» – внезапного отклонения атома от траектории, которая ему назначена роком:

«…Уносясь в пустоте, в направлении книзу отвесном,

Собственным весом тела изначальные в некое время

В месте неведомом нам начинают слегка отклоняться,

Так что едва и назвать отклонением это возможно.

Если же, как капли дождя, они вниз продолжали бы падать.

Не отклоняясь, ничуть в пустоте необъятной,

То никаких бы ни встреч, ни толчков у начал не рождалось,

И ничего никогда породить не могла бы природа».

Считаете ли вы, что Лукреций наделяет атом чертами живого героического существа, способного бороться с судьбой?

2. В 1827 г. английский ботаник Броун рассматривал в микроскоп споры растений, находящиеся в жидкости. Эти споры очень малы. Как вы думаете, что увидел Броун? Изобразите схематически «броуновское движение» одной споры растения. Объясните броуновское движение с помощью идей Лукреция.

 

1. Развивая идею «clinamen», Лукреций убеждал читателя:

«Вновь повторяю: тела непременно должны отклоняться,

Но незаметно совсем: чтоб отнюдь никому не казалось.

Что мы движение вкось вопреки очевидности мыслим.

Если движения все непрерывную цепь образуют

И возникают одно из другого в известном порядке.

И коль не могут путем отклонения первоначала

Вызвать движений иных, разрушающих рока законы.

Дабы причина не шла за причиною испокон века, -

Как у созданий живых на земле появилась свободная воля,

Что позволяет идти, куда каждого манит желанье,

И допускает менять направленье не в месте известном

И не в положенный срок, а согласно ума побужденью?»

Вы изучали античные трагедии и знаете, что трагическому герою не удается избежать своей судьбы. Трагическая ирония состоит в том, что, пытаясь отклониться от линии судьбы, герой трагедии её и осуществляет. Не происходит ли подобного с атомом Эпикура?

2. Демокрит, Эпикур, Лукреций считали атомы неделимыми. Но в ХХ веке стало известно, что атомы состоят из ядра и электронов. Прокомментируйте это противоречие.

 

1. Согласны ли вы с такими предположениями Лукреция о различии форм атомов? Сравните их с предположениями Демокрита и с молекулярно-кинетической теории:

«Что, наконец, представляется нам затверделым и плотным,

То состоять из начал крючковатых должно несомненно,

Сцепленных между собой наподобие веток сплетенных.

В этом разряде вещей, занимая в нем первое место,

Будут алмазы стоять, что ударов совсем не боятся.

Вещи другие, тела у которых текучи и жидки,

Будут скорей состоять из гладких и круглых частичек;

Ибо легко, как вода, растекается горсточка маку.

Можно ли с этих позиций объяснить явление плавления тел? Как?

2. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, открытие броуновского движения имело большое значение для физики. Броун доказал, что тела действительно состоят из отдельных частиц – молекул, и что эти молекулы движутся непрерывно и хаотично.

Прокомментируйте это положение молекулярно-кинетической теории. Считаете ли вы, что броуновское движение убедительно доказывает существование молекул?

 

1. В поэме «О природе вещей» Лукреций никогда не пользуется словом «атом», а называет атомы самыми разными словами: principia (начала); elementa (элементы, стихии, буквы, от названия букв LMN); corpuscular (корпускулы, тельца); figurae (фигуры, формы).

Проанализируйте каждый из этих терминов. Почему Лукреций пользуется несколькими словами? Ведь он описывает одно и то же? Или нет?

2. На каком основании молекулярно-кинетической теории делает утверждение, что причина броуновского движения мельчайших спор растений в жидкости заключается в хаотическом движении молекул этой жидкости? В каком смысле опыт Броуна доказывает реальное существование молекул?