Zoals de filosoof Nietzsche zei: 'Wie op een dag zou leren vliegen, moet eerst leren staan en lopen, rennen, klimmen en dansen; je kunt niet vliegen. ' Dit is zeker waar als het gaat om het begrip van de mensheid van het universum, iets dat in de loop van vele duizenden jaren is geëvolueerd en voortdurend is ontdekt.
En onderweg vallen veel namen op als voorbeelden van mensen die doorbraken hebben bereikt en de basis hebben gelegd voor ons moderne begrip. Zo iemand is Democritus, een oude Griekse filosoof die door velen wordt gezien als de "vader van de moderne wetenschap". Dit komt door zijn universumtheorie die bestaat uit kleine "atomen", die een opvallende gelijkenis vertoont met de moderne atoomtheorie.
Hoewel hij doorgaans wordt gezien als een van de vele pre-socratische natuurfilosoof van Griekenland, hebben veel historici betoogd dat hij meer terecht als een wetenschapper wordt geclassificeerd, althans in vergelijking met zijn tijdgenoten. Er is ook aanzienlijke controverse geweest - vooral in Duitsland in de 19e eeuw - over de vraag of Democritus de atoomtheorie al dan niet verdient.
Dit argument is gebaseerd op de relatie die Democritus had met de hedendaagse filosoof Leucippus, die erom bekend staat zijn theorie over atomen met hem te delen. Hun theorieën kwamen echter op een andere basis, een onderscheid waardoor Democritus de eer kan krijgen voor een theorie die een hoofdbestanddeel van de moderne wetenschappelijke traditie zou worden.
Geboorte en vroege leven:
De precieze datum en locatie van de geboorte van Democritus is het onderwerp van debat. Hoewel de meeste bronnen beweren dat hij werd geboren in Abdera, gelegen in de noordelijke Griekse provincie Thracië, rond 460 vGT. Andere bronnen beweren echter dat hij werd geboren in Miletus, een kuststad in het oude Anatolië en het huidige Turkije, en dat hij werd geboren in 490 v.Chr.
Er wordt gezegd dat de vader van Democritus uit een adellijke familie kwam en zo rijk was dat hij de Perzische koning Xerxes ontving tijdens diens mars door Abdera tijdens de Tweede Perzische Oorlog (480–479 voor Christus). Verder wordt beweerd dat de Perzische monarch als beloning voor zijn dienst zijn vader en andere Abderieten geschenken heeft gegeven en verschillende Magiërs onder hen heeft achtergelaten. Democritus werd blijkbaar door deze magiërs onderwezen in astronomie en theologie.
Nadat zijn vader was overleden, gebruikte Democritus zijn erfenis om een reeks reizen naar verre landen te financieren. Democritus wilde zijn honger naar kennis voeden en reisde veel over de bekende wereld, reisde naar Azië, Egypte en (volgens sommige bronnen) naar India en Ethiopië. Zijn geschriften bevatten beschrijvingen van de steden Babylon en Meroe (in het moderne Soedan).
Bij zijn terugkeer in zijn geboorteland hield hij zich bezig met de studie van de natuurfilosofie. Hij reisde ook door heel Griekenland om zijn culturen beter te leren kennen en leerde van veel van de beroemde filosofen van Griekenland. Door zijn rijkdom kon hij hun geschriften kopen en hij schreef erover in zijn eigen werken. Na verloop van tijd zou hij een van de beroemdste pre-socratische filosofen worden.
Leucippus van Miletus had de grootste invloed op hem, werd zijn mentor en deelde zijn theorie over atomisme met hem. Democritus zou ook Anaxagoras, Hippocrates en zelfs Socrates zelf hebben gekend (hoewel dit niet bewezen is). Tijdens zijn verblijf in Egypte leerde hij van Egyptische wiskundigen en zou hij kennis hebben gemaakt met de Chaldeeuwse magiërs in Assyrië.
In de traditie van de atomisten was Democritus een grondige materialist die de wereld beschouwde in termen van natuurwetten en oorzaken. Dit onderscheidde hem van andere Griekse filosofen zoals Plato en Aristoteles, voor wie de filosofie meer teleologisch van aard was - d.w.z. meer bezig met het doel van gebeurtenissen dan met de oorzaken, evenals zaken als essentie, de ziel en uiteindelijke oorzaken.
Volgens de vele beschrijvingen en anekdotes over Democritus stond hij bekend om zijn bescheidenheid, eenvoud en toewijding aan zijn studies. Eén verhaal beweert dat hij zichzelf met opzet verblindde om minder afgeleid te worden door wereldse zaken (waarvan wordt aangenomen dat ze apocrief zijn). Hij stond ook bekend om zijn gevoel voor humor en wordt gewoonlijk de "lachende filosoof" genoemd - om zijn vermogen om te lachen om menselijke dwaasheid. Bij zijn medeburgers stond hij ook bekend als "The Mocker".
Wetenschappelijke bijdragen:
Democritus staat bekend als een pionier op het gebied van wiskunde en meetkunde. Hij was een van de eerste Griekse filosofen die opmerkte dat een kegel of piramide een derde van het volume heeft van een cilinder of prisma met dezelfde basis en hoogte. Hoewel geen van zijn werken over dit onderwerp de middeleeuwen heeft overleefd, zijn zijn wiskundige bewijzen afgeleid van andere werken met uitgebreide citaten naar titels als Over getallen, over geometrie, Over Tangencies, Over mapping, en Over Irrationals.
Democritus staat er ook om bekend dat hij een groot deel van zijn leven heeft geëxperimenteerd met en onderzoek gedaan naar planten en mineralen. Net als bij zijn werk in wiskunde en meetkunde, worden citaten uit bestaande werken gebruikt om het bestaan van werken over het onderwerp af te leiden. Deze omvatten Over de aard van de mens, de tweedelige collectie Op vlees, On Mind, On the Senses, Over smaken, Over kleuren, Oorzaken die verband houden met zaden en planten en fruit, en naar de driedelige collectie Oorzaken betrokken bij dieren.
Uit zijn onderzoek naar de natuur ontwikkelde Democritus wat als een van de eerste antropologische theorieën kon worden beschouwd. Volgens hem leefden mensen in archaïsche tijden een kort leven, gedwongen om als dieren te foerageren totdat de angst voor wilde dieren hen vervolgens naar gemeenschappen dreef. Hij theoretiseerde dat zulke mensen geen taal hadden en deze alleen ontwikkelden door de noodzaak om gedachten en ideeën te verwoorden.
Door een proces van vallen en opstaan ontwikkelden mensen niet alleen verbale taal, maar ook symbolen om te communiceren (d.w.z. geschreven taal), kleding, vuur, de domesticatie van dieren en landbouw. Elke stap in dit proces leidde tot meer ontdekkingen, complexer gedrag en de vele dingen die de beschaafde samenleving gingen kenmerken.
In termen van astronomie en kosmologie was Democritus een voorstander van de sferische aardehypothese. Hij geloofde dat in de oorspronkelijke chaos waaruit het universum voortkwam, het universum bestond uit niets dan kleine atomen die samenkwamen om grotere eenheden te vormen (een theorie die een opvallende gelijkenis vertoont met The Big Bang Theory en Nebular Theory). Hij geloofde ook in het bestaan van vele werelden, die ofwel in staat van groei of in verval waren.
Op dezelfde manier bracht Democritus een theorie van leegte naar voren die de paradoxen uitdaagde die door zijn mede-Griekse filosofen, Parmenides en Zeno - de grondleggers van de metafysische logica, werden uitgedaagd. Volgens deze mannen kan beweging niet bestaan omdat zoiets vereist dat er een leegte is - wat niets is en daarom niet kan bestaan. En een leegte kan niet als zodanig worden genoemd als het in feite een definieerbaar, bestaand ding is.
Hierop voerden Democritus en andere atomisten aan dat aangezien beweging een waarneembaar fenomeen is, er een leegte moet zijn. Dit idee was een voorbeeld van Newton's theorie van absolute ruimte, waarin ruimte onafhankelijk van een waarnemer of iets daarbuiten bestaat. Einsteins relativiteitstheorie leverde ook een oplossing voor de paradoxen die Parmenides en Zeno naar voren brachten, waar hij beweerde dat de ruimte zelf relatief is en niet van tijd kan worden gescheiden.
Democritus 'gedachten over de aard van de waarheid waren ook een voorbeeld van de ontwikkeling van de moderne wetenschappelijke methode. Volgens Democritus is waarheid moeilijk, omdat ze alleen kan worden waargenomen door zintuiglijke indrukken die subjectief zijn. Daarom claimde Aristoteles in de zijne Metafysica dat Democritus van mening was dat "er geen waarheid is of dat het ons tenminste niet duidelijk is".
Maar zoals Diogenes Laertius in zijn 3e eeuw CE-traktaat citeerde, Levens en meningen van eminente filosofen: "Bij conventie heet, bij conventie koud, maar in werkelijkheid atomen en leegte, en ook in werkelijkheid weten we niets, omdat de waarheid onderaan staat."
Uiteindelijk kwam de mening van Democritus over waarheid neer op een onderscheid tussen twee soorten kennis - "legitiem" (of "echt") en klootzak (of "geheim"). De laatste houdt zich bezig met perceptie via de zintuigen, die van nature subjectief is. Dit komt doordat onze zintuiglijke waarneming wordt beïnvloed door de vorm en aard van atomen die uit het betreffende object stromen en een indruk maken op onze zintuigen.
“Legitieme” kennis wordt daarentegen verkregen door het intellect, waar sense-data door redenering wordt uitgewerkt. Op deze manier kan men van 'klootzak'-indrukken komen tot het punt waarop zaken als verbindingen, patronen en causaliteit kunnen worden bepaald. Dit komt overeen met de inductieve redeneermethode die later is uitgewerkt door Renee Descartes en is een goed voorbeeld van waarom Democritus wordt beschouwd als een vroege wetenschappelijke denker.
Atoom theorie:
Democritus 'grootste bijdrage aan de moderne wetenschap was echter waarschijnlijk de atoomtheorie die hij toelichtte. Volgens de atoomtheorie van Democritus gehoorzamen het universum en alle materie de volgende principes:
- Alles is samengesteld uit "atomen", die fysiek, maar niet geometrisch, ondeelbaar zijn
- Tussen atomen ligt lege ruimte
- Atomen zijn onverwoestbaar
- Atomen zijn altijd in beweging geweest en zullen dat ook altijd blijven
- Er zijn een oneindig aantal atomen en soorten atomen, die verschillen in vorm en grootte.
Hij was niet de enige die atoomtheorie voorstelde, omdat zowel zijn mentor Leucippus als Epicurus de vroegste opvattingen over de vormen en connectiviteit van atomen zouden hebben voorgesteld. Net als Democritus geloofden ze dat de stevigheid van een materiaal overeenkwam met de vorm van de betrokken atomen - d.w.z. ijzeratomen zijn hard, wateratomen zijn glad en glad, vuuratomen zijn licht en scherp en luchtatomen zijn licht en wervelend.
Democritus wordt echter gecrediteerd voor het illustreren en populariseren van het concept en voor zijn beschrijvingen van atomen die de klassieke oudheid hebben overleefd om latere filosofen te beïnvloeden. Gebruikmakend van analogieën van onze zintuiglijke ervaringen, gaf Democritus een afbeelding of afbeelding van een atoom die ze van elkaar onderscheidde door hun vorm, grootte en de rangschikking van hun onderdelen.
In wezen was dit model een van een inerte vaste stof die andere lichamen van zijn volume uitsluitte en die mechanisch met andere atomen in wisselwerking stond. Als zodanig bevatte zijn model fysieke verbindingen (d.w.z. haken en ogen, ballen en kassen) die uitlegden hoe verbindingen tussen hen tot stand kwamen. Hoewel dit weinig lijkt op de moderne atoomtheorie (waar atomen niet inert zijn en elektromagnetisch interageren), is het meer in lijn met die van de moderne wetenschap dan enige andere theorie uit de oudheid.
Hoewel er geen duidelijke verklaring is hoe geleerden uit de klassieke oudheid het bestaan van atomen gingen theoretiseren, bleek het concept van invloed te zijn en werd het opgepikt door de Romeinse filosoof Lucretius in de 1e eeuw CE en opnieuw tijdens de wetenschappelijke revolutie. Behalve dat het onmisbaar was voor de moderne moleculaire en atoomtheorie, gaf het ook een verklaring waarom het concept van een leegte in de natuur noodzakelijk was.
Als alle materie bestond uit minuscule, ondeelbare atomen, dan moet er ook veel open ruimte tussen zitten. Deze redenering ging ook door met het informeren van begrippen kosmologie en astronomie, waar Einsteins theorie van speciale relativiteitstheorie het concept van een "lichtgevende ether" kon wegdoen bij het verklaren van het gedrag van licht.
Diogenes Laertius vatte de atoomtheorie van Democritus als volgt samen in Levens en meningen van vooraanstaande filosofen:
'Dat atomen en het vacuüm het begin van het universum waren; en dat al het andere alleen in mening bestond. Dat de werelden oneindig, geschapen en vergankelijk waren. Maar dat niets uit het niets is geschapen en dat niets is vernietigd om niets te worden. Dat de atomen zowel in grootte als in aantal oneindig waren en in eindeloze omwentelingen door het universum werden rondgedragen. En dat ze zo alle combinaties hebben gemaakt die bestaan; vuur, water, lucht en aarde; omdat al deze dingen slechts combinaties zijn van bepaalde atomen; welke combinaties niet door externe omstandigheden kunnen worden beïnvloed en vanwege hun stevigheid niet te veranderen zijn. "
Dood en nalatenschap:
Democritus stierf op negentigjarige leeftijd, wat zijn dood rond 370 vGT zou betekenen; hoewel sommige schrijvers het niet eens zijn, beweren sommigen dat hij de leeftijd van 104 of zelfs 109 jaar heeft bereikt. Volgens het boek van Marcus Aurelius MeditatiesDemocritus werd opgegeten door luizen of ongedierte, hoewel hij in dezelfde passage schrijft dat "andere luizen Socrates doodden", wat suggereert dat dit metaforisch bedoeld was. Aangezien Socrates stierf door toedoen van de Atheense regering die hem veroordeelde, is het mogelijk dat Aurelius de dood van Democritus toeschreef aan menselijke dwaasheid of politiek.
Hoewel Democritus hoog aangeschreven stond bij zijn tijdgenoten, waren er ook mensen die hem kwalijk namen. Dit omvatte Plato die, volgens sommige verhalen, hem zozeer haatte dat hij wenste dat al zijn boeken zouden worden verbrand. Plato's leerling Aristoteles was echter bekend met de werken van Democritus en noemde hem in beide Metafysica en Fysica, waar hij hem beschreef als een 'natuurkundige' die zich niet bezighield met de idealen van vorm of essentie.
Uiteindelijk wordt Democritus gecrediteerd als een van de grondleggers van de moderne wetenschap omdat zijn methoden en theorieën sterk lijken op die van moderne astronomen en natuurkundigen. En hoewel zijn versie van het atoommodel enorm verschilt van onze moderne opvattingen, was zijn werk ongetwijfeld waardevol en was het een stap in een doorlopend proces met wetenschappers als John Dalton, Neils Bohr en zelfs Albert Einstein.
Zoals altijd is wetenschap een proces van voortdurende ontdekking, waarbij nieuwe doorbraken worden gebouwd op de fundamenten van de oude en elke generatie probeert een beetje verder te kijken door op de schouders te staan van degenen die eerder kwamen.
We hebben veel interessante artikelen over atoomtheorie hier bij Space Magazine. Hier is er een over het atomaire model van John Dalton, het atomaire model van Neils Bohr, het atomaire model "Plum Pudding".
Ga voor meer informatie naar De geschiedenis van het atoom - Democritus.
Astronomy Cast heeft een prachtige aflevering over het onderwerp, getiteld Aflevering 392: The Standard Model - Intro
