Уявлення давніх філософів про будову речовин

ВЛАСТИВОСТІ ГАЗІВ, РІДИН, ТВЕРДИХ ТІЛ*

Урок № 1

Тема. Уявлення давніх філософів про будову речовин

Мета: ознайомити учнів із розвитком вчення про будову речовин; прищепити любов до розвитку природничих наук.

Обладнання: портрети стародавніх грецьких філософів.

Міжпредметні зв’язки: історія Стародавнього світу, географія.

План уроку

1. Розвиток перших цивілізацій на Землі.

2. Спільні властивості між: землею і водою; водою і твердим тілом; землею і вогнем.

3. Матеріалістичні погляди на дискретну атомістичну

будову матерії стародавнього філософа Демокрита.

4. Створення ідеальної основи світу з геометричних фігур.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

У вступному слові вчитель зазначає, що в 10 класі на уроках природничих наук буде поглиблено та узагальнено теоретичний матеріал, який учні опанували, навчаючись у базовій школі.

Першою у курсі фізики в 10 класі учні починають вивчати тему “Основи МКТ”.

II. Вивчення нового матеріалу

1. На думку археологів, перші цивілізації зародилися

в долинах великих річок, там, де природні умови сприяли розвитку землеробства. Деякі з таких місць нам сьогодні відомі. Це насамперед річкові долини Індії, Китаю, Месопотамії та Єгипту. Залишки доісторичних поселень знайдено і на території СНД, зокрема в долинах річок Амудар’ї та Сирдар’ї.

2. Навесні потужні річки розмивалися, щедро напували землю і вкривали поля родючим мулом. Землероби знали: велика вода – добрий буде і врожай, а рік ситий.

З давніх-давен навчилися люди берегти й поважати землю та воду. Земля та вода – основа життя. Та й спільного між ними чимало. Відбери у них тепло, яке несе з собою вогонь, і стане рідка вода твердою кригою. Такою твердою, як камінь. У каменя твердість – основна властивість. І в криги теж. Хіба це не означає, що камінь і крига – родичі.

А що буде, коли додати землі тепла, нагріти її в полум’ї? Жар розплавить тверде каміння. Потече воно вогняними ручаями. А хіба плинність – це не головна властивість води? Виходить, що з цього боку земля та вогонь – родичі, об’єднані потужною силою вогню. Уже в давні часи давні люди вміли плавити тверду землю і добувати з неї сім металів: золото, срібло, мідь, свинець, олово, ртуть і залізо.

До наших днів збереглася книга, написана китайськими мудрецями ще за тисячу років до нашої ери. Називається вона “Книга про гармонію тьми “. Автори зібрали в ній все, що було відомо на той час про світ. На їхню думку він мав п’ять основ. До перших трьох – земля, вода та вогонь – мудреці додали ще метал і дерево.

Збільшення кількості елементів порушувало єдність світу. І поступово почали подейкувати, що такі міркування неправильні, хибні і що в світі повинна бути взагалі тільки одна “первісна матерія”… Яка? Тут траплялися розбіжності. І справді, в найдавніших трактатах індійської філософії сказано, що все на світі складається з дрібнесеньких круглих частинок – зеренану. Зерна ці такі малі, що не мають навіть розміру і не діляться на частини. Вони вічні й незмінні і перебувають у постійному русі. Усі речі й істоти – комбінація зеренану. Коли істота гинула, частинки, з яких вона складалась, розпадались, формуючись згодом у новий організм.

У V ст. до нашої ери жив у спекотному сіцілійському місті Акраганті чоловік на ім’я Емпедокл. Був він сином знатної людини, що уславилась як противник тиранії і борець за республіку. Така слава була особливо почесна, оскільки правили сіцілійськими містами тоді здебільшого тирани.

Молодий Емпедокл був відомий як поет і вельми красномовний оратор-ритор. А треба сказати, що вміння красиво говорити надто цінувалося в Стародавній Греції. Емпедокл знав погляди деяких філософів, що жили до нього, тож, не спроможний зробити вибір між єдиними праматеріями, він визнав за краще об’єднати їх і став повчати, що світ складається не з якоїсь однієї сутності, а з чотирьох – землі, води, повітря та вогню. Але власне сутностей йому було замало. Варто було ще подумати про сили, які їх об’єднують і розділяють, а отже, сприяють виникненню, перетворюванню та руйнуванню тіл. Емпедокл за світові сили обрав дружбу та ворожнечу (або любов і ненависть). Ось як про це писав він у своїй поемі:

Спочатку послухай, що чотири корені сущого вогонь, вода, земля і безмежна вись ефіру (повітря).

З них (утворилося) все, що було, що є і що буде.

То любов’ю єднається все докупи,

То, навпаки, ворожнечею зненависті все мчить урізнобіч

І ця повсякчасна переміна ніколи не припиниться.

3. Основоположником матеріалістичного погляду стосовно дискретної атомістичної будови матерії вважають давньогрецького філософа Демокрита, який жив у IV ст. до н. е. Він учив, що всі тіла складаються з незліченної кількості надмалих, не видимих оком неподільних частинок – атомів, які рухаються в порожнечі… Ніхто їх не створював. Вони були завжди. Ніхто їх не може знищити. Хоч зруйнувати тіла, які складаються з атомів, не так важко.

Що являють собою ці неподільні частинки, на думку Демокрита? Передусім вони були матеріальні, отже, мали вагу, різноманітну форму й розміри. Сполучаючись між собою, вони утворювали всі видимі речовини. Із густих сполук виходили тіла тверді, з менш густих утворювалися вода і повітря.

Особливо обурився гіпотезою атомів Платон – учитель Аристотеля. Подейкували, що він наказував своїм учням усюди збирати Демокритові твори й безжально їх спалювати. Можливо, через те й не дійшло до наших днів жодного справжнього рядка із цих праць. Все про Демокрита ми знаємо з критики супротивників та пізніших спогадів.

4. Про Платона написано чимало чудових книжок. Його вважають одним із “учителів людства”. Якби не було Платона, “не було б його книжок, ми не тільки гірше розуміли б, ким були стародавні греки і що вони дали світу, ми гірше розуміли б самих себе, що таке

Філософія, наука, мистецтво, поезія, натхнення, що таке людина, у чому трудність і її пошуків і звершень, у чому їхня зваблива сила”.

В основі всього сущого у Платона також лежать частинки. Демокритові атоми й “атоми” Платона у принципі не мали нічого спільного між собою, оскільки в останнього атоми – прямокутні трикутники – рівнобедрені й такі, в яких катет дорівнює половині гіпотенузи… Чому саме вони? І як побудувати світ з геометричних фігур?…

“Платон був чудовим математиком, і це дало йому можливість створити ідеальну основу світу. Якщо уявити її такою, яка складається з найдрібніших тіл, то ці тіла повинні мати ідеально правильно геометричну форму”.

У геометрії відомо лише п’ять правильних многогранників: тетрогор, що має чотири грані, куб – шість граней, октаедр із вісьмома гранями, ікосаедр, у якого двадцять граней, додекаедр, що має дванадцять граней. Кожну із граней цих тіл можна скласти із трикутників. Саме їх і взяв Платон за основу. Платон пояснював учням усі можливі перетворення за допомогою частинок – трикутників. Ось у розбурханому хаосі дві частинки повітряно-подібного стану матерії чи два октаедри стихії повітря зустрічаються з однією частинкою вогню – тетраедром. І не просто зустрічається, а стикаються. Давайте полічимо: скільки елементарних трикутників бере тут участь? У двох октаедрів – по вісім, у сумі – шістнадцять. І в одного тетраедра – чотири. Усього в сумі виходить двадцять штук. Але з двадцяти граней легко скласти один ікосаедр, а це – частинка води. Отже, коли дві частинки повітря стикаються з однією частинкою водню, має утворитися одна частинка води.

Чудово, правда? Не забувайте, що відбувалося це понад дві тисячі років тому і до формули Н2О людство було ще далеко.

Тепер зрозуміло, що авторові таких ідеальних явлень Демокритові “вологі частинки” мали заважати. Через те й намагався Платон спонукати людей забути навіть ім’я “сміхотливого філософа”-матеріаліста. Але така спроба була приречена на невдачу.

III. Закріплення вивченого матеріалу

– Що сьогодні вивчили на уроці?

IV. Домашнє завдання

Опрацювати матеріал за конспектом, а також навести приклади, що вказують на правильність атомно-молекулярного вчення.

Історична довідка

Аристотель (384-322 роки до н. е.). За свідченням істориків, Аристотель народився в Фракії, у місті Стагірі. Його батько був спадкоємним придворним лікарем царя Македонії і напевно передав синові якщо не свої знання, то принаймні цікавість до пізнавання взагалі.

Коли юному нащадкові царського лікаря виповнилося сімнадцять, він приїхав до Афін і вступив до Академії знаменитого філософа Платона. Цілих двадцять років Аристотель був його учнем і лише після цього терміну залишив стіни платонівської школи.

Закінчивши навчання, він багато подорожував, набирався знань і досвіду. І несподівано одержав пропозицію від царя Македонії Філіпа виховувати його тринадцятирічного сина Олександра – майбутнього видатного полководця, який завоював півсвіту.

Аристотель був надто педантичним, багато хто з істориків згадував цю рису його вдачі. Проте царський нащадок аж до смерті відчував до вчителя якщо не любов, то глибоку повагу. Він не тільки щедро обдаровував його, а й не забував надсилати з далеких походів рідкісні речі, а час від часу навіть листи.

Розлучившись з Олександром, Аристотель повернувся до Афін, де заснував школу. Там він протягом дванадцяти років написав більшість своїх філософських творів і виховав чимало учнів.

У своєму вченні Аристотель розвивав далі погляди Емпедокла, змінивши їх дещо по-своєму. Він також був певен, що першоосновою всього сущого є якась єдина першоматерія. Та існувати вона могла в чотирьох різних станах: бути сухою і холодною, визначаючи тим самим стихію землі бути холодною, та вологою, визначаючи стихію води; бути теплою і вологою, як стихія повітря, і бути сухою і теплою, як стихія вогню. Інших елементарних станів існувати в природі, на думку Аристотеля, не могло.

До чотирьох стихій Емпедокла Аристотелю, щоправда, довелося додати п’яту – ефір. На думку філософа, земля і небо не могли мати між собою нічого спільного. А отже, для всього небесного господарства потрібна була спеціальна ферма матерії – ефір. Із ефіру, гадав філософ, складаються небеса, зірки і планети.




Уявлення давніх філософів про будову речовин