بحث عن الأفكار القديمة للمادة

بحث عن الأفكار القديمة للمادة ضائع كان البشر الأوائل يميزون بسهولة بين المواد المستخدمة في صناعة الملابس، على سبيل المثال، أو تلك التي يمكن تشكيلها على شكل أدوات، أو حتى تلك المستخدمة في الأكل، ثم أطلقوا على هذه الأشياء أسماء مثل “الفراء” أو “الحجر” أو “الأرنب”. ” إلا أن هؤلاء الأشخاص لم يكن لديهم فهمنا الحالي للمواد التي تتكون منها هذه الأشياء، وهذا ما سنتحدث عنه في هذا المقال، كل ما يتعلق بالأفكار القديمة عن المادة.

مقدمة بحث عن الأفكار القديمة للمادة

سنبدأ في مقدمة بحثنا بالحديث عن تاريخ المادة منذ بداية تكوين الفكر القديم للمادة، والتطور الفكري حول المادة، وكل ما واجهته المادة منذ خلقها وتطورها مروراً قرون حتى وصلت إلى وضعها الحالي.

بداية تشكل الفكر القديم للمادة  

يمكن أن يعود تاريخ بداية تكوين التفكير القديم حول المادة إلى الوقت الذي وضع فيه إمبيدوكليس (فيلسوف وعالم يوناني عاش على الساحل الجنوبي لصقلية بين عامي 492 قبل الميلاد و432 قبل الميلاد) إحدى أولى النظريات المقترحة التي حاولت وصف الأشياء حولنا. ويرى إمبيدوكليس في نظريته أن المادة كلها تتكون من أربعة عناصر: النار والهواء والماء والأرض، ونسبة هذه العناصر الأربعة أثرت في خواص المادة. وكان يُعتقد سابقاً أن الحجر يحتوي على كمية كبيرة من التراب، بينما كان يعتقد أن الأرنب يحتوي على نسبة أعلى من الماء والنار، مما يجعله ناعماً ويمنح الحياة. كما افترض إمبيدوكليس أن كل المادة تتكون من أربعة عناصر: النار والهواء والماء والأرض. حظيت نظرية إمبيدوكليس بشعبية كبيرة، لكنها واجهت عددًا من المشكلات. على سبيل المثال، بغض النظر عن عدد المرات التي تكسر فيها حجرًا إلى نصفين، فإنه وفقًا لنظريته، فإنه لا يشبه أيًا من العناصر الأساسية مثل النار أو الهواء أو الماء أو الأرض، وعلى الرغم من هذه المشكلات، إلا أن نظرية إمبيدوكليس اعتبرت نظرية تطور مهم في التفكير العلمي وكان سائدا في ذلك الوقت لأنه كان من بين أول من اقترح أن بعض المواد التي تبدو وكأنها… المواد النقية، مثل الحجر، كانت في الواقع تتكون من خليط من “عناصر” مختلفة.[1]

التطور الفكري للمادة بعد عهد إيمبيدوكليس ( نظرية الذرة المقترحة) 

ثم جاء العالم والفيلسوف ديموقريطس (460 ق.م – 370 ق.م) وهو أيضاً من أصل يوناني والذي وضع نظرية جديدة للمادة، وكانت أفكار ديموقريطوس مبنية على التفكير وليس على العلم، كما أنها قامت على التعاليم. لاثنين من الفلاسفة اليونانيين الذين سبقوه: ليوكيبوس وأناكساجوراس. وقال إن ديموقريطس ذكر في نظريته ما يلي:[2]

إذا أخذت حجرًا وقطعته إلى نصفين، فإن كل نصف له نفس خصائص الحجر الأصلي، لذلك إذا قطعت الحجر إلى قطع أصغر فأصغر، فسوف تصل في النهاية إلى قطعة أصغر من أن تنقسم لفترة أطول.
وقد أطلق ديموقريطوس على هذه القطع اللانهائية من المادة اسم الذرة، حيث تعني كلمة ذرة “غير قابلة للتجزئة”.
واقترح أن الذرة أبدية ولا يمكن تدميرها.
كما افترض ديموقريطس أن الذرات خاصة بالمواد التي تتكون منها، أي أن ذرات الحجر فريدة من نوعها ومختلفة عن ذرات المواد الأخرى مثل الفراء.

وكانت هذه نظرية رائعة حاولت تفسير العالم المادي برمته من خلال عدد قليل من الأفكار، حيث افترض ديموقريطس أن الذرة خاصة بالمواد التي تتكون منها. ومن الجدير بالذكر أنه على الرغم من أن أرسطو وأفلاطون هما من أشهر فلاسفة اليونان القديمة، إلا أنهما رفضا نظريات ديموقريطوس، بسبب تأثير أرسطو الكبير، وكان على نظرية ديموقريطوس أن تنتظر ما يقرب من 2000 عام قبل أن يتم اكتشافها مرة أخرى .

التطور الفكري للمادة في العصور الوسطى

في عام 1643، أظهر إيفانجليستا توريسيلي (عالم الرياضيات الإيطالي وتلميذ غاليليو) من خلال نظريته أن الهواء له وزن ويمكنه دفع عمود من الزئبق السائل إلى الأسفل (وبالتالي اخترع البارومتر)، وكان هذا اكتشافا عظيما، حيث يقول أنه إذا كان الهواء ( هذه المادة… لا نستطيع رؤيتها ولا نشعر بها ولا نشمها ولا نزنها وبالتالي يجب أن تكون مصنوعة من شيء مادي، ولكن كيف يمكن لشيء أن يكون له حضور مادي ولكنه لا يستجيب للمس أو البصر البشري؟ هذا ما أجاب عليه دانيال برنولي (عالم رياضيات سويسري) وضع نظرية مفادها أن الهواء والغازات الأخرى تتكون من جزيئات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة، وهي معبأة بشكل فضفاض في فراغ يمثل حجمًا من الفضاء، حيث لا يمكن الشعور بالجزيئات الصغيرة، لأنه على عكس الجدار الحجري الصلب الذي لا يتحرك، تتحرك الجزيئات الصغيرة جانبًا عندما تتحرك يد الإنسان أو جسمه من خلاله، ثم استنتج برنولي أنه إذا لم تكن هذه الجسيمات في حركة مستمرة، فإنها ستستقر على سطح الأرض. الأرض كذرات من الغبار، لذلك كان يعتقد أن الهواء والغازات الأخرى عبارة عن مجاميع جزيئات سائبة من جزيئات صغيرة تشبه كرات البلياردو تتحرك باستمرار وتتنافر.[3]

وننصحك أيضًا بقراءة المقالات التالية:

قانون حفظ الكتلة

بل كان كثير من العلماء منهمكين في دراسة العالم الطبيعي في هذا الوقت، وبعد وقت قصير مما طرح في نظرية برنولي، قام الإنجليزي جوزيف بريستلي بإجراء تجربة على الزئبق الأحمر عام 1773، لأن الزئبق مع كاسر الزجاج ونفاياته حجر أحمر صلب كان ، وكان معروفاً منذ آلاف السنين أنه عند تسخينه يتحول إلى زئبق، وهو معدن فضي سائل. وأشار بريستلي إلى أنه لا يتحول إلى زئبق فحسب، بل يتحلل فعليا إلى مادتين عند تسخينه (الزئبق السائل والغاز الأجنبي)، وقام بريستلي بجمع هذا الغاز بعناية في حاويات. الزجاج ودراسته، وبعد أيام وليالٍ طويلة في المختبر، قال بريستلي عن الغاز الغريب: “ما أدهشني أكثر مما أستطيع التعبير عنه بشكل صحيح هو أن الشمعة المشتعلة في هذا الهواء. سيكون لها لهب قوي بشكل ملحوظ”. ولم يقتصر الأمر على أن اللهب اشتعل بقوة في هذا الغاز، بل إن الفأر الذي وُضِع في وعاء مغلق من هذا الغاز عاش فترة أطول من الفأر الذي وُضِع في وعاء مغلق من الهواء العادي، وقد أظهر اكتشاف بريستلي أن المواد يمكن أن تتحد أو تتحد. تتفكك لتشكل مواد جديدة ذات خصائص مختلفة، فمثلاً يمكن لغاز عديم اللون والرائحة أن يتحد مع الزئبق وهو معدن الفضة لتكوين كالسيوم الزئبق وهو معدن أحمر.[4]

قانون لافوازييه 

أطلق بريستلي على الغاز الذي اكتشفه اسم الهواء النفاث، لكن هذا الاسم لم يدم طويلا. وإليكم ما فعله لافوازييه لاستنباط هذا القانون:[1]

في عام 1778، أجرى العالم الفرنسي أنطوان لافوازييه عدة تجارب على الهواء المتمدد وافترض أن الغاز يجعل بعض المواد حمضية، والتي أعاد تسميتها بأكسجين بريستلي الغازي (من الكلمات اليونانية التي تُترجم بشكل فضفاض إلى “صانع الحمض”).
ولكن ثبت أن نظرية لافوازييه حول الأكسجين والأحماض كانت خاطئة. وقد علم لافوازييه من قبل علماء آخرين أن الأحماض تتفاعل مع بعض المعادن لإطلاق غاز آخر غريب وقابل للاشتعال يسمى الفلوجستون.
لذلك قام لافوازييه بخلط الغازين (الفلوجستون والأكسجين الذي أعيدت تسميته حديثًا) في حاوية زجاجية مغلقة ووضع عود ثقاب فيها. ورأى أن الفلوجستون يحترق على الفور في وجود الأكسجين، ثم لاحظ لاحقًا قطرات الماء على الحاوية الزجاجية.
وبعد اختبار دقيق، أدرك لافوازييه أن الماء يتكون من تفاعل الفلوجستون مع الأكسجين، فأطلق عليه اسم هيدروجين الفلوجستون (كلمة هيدروجين مأخوذة من الكلمات اليونانية التي تعني “صانع الماء”).
كما قام لافوازييه بحرق مواد أخرى، مثل الفوسفور والكبريت، في الهواء، وأظهر أنها تتحد مع الهواء لتكوين مواد جديدة، تلك المواد الجديدة تزن أكثر من المواد الأصلية.
كما أظهر لافوازييه أن وزن المواد الجديدة يُفقد بمقدار الهواء الذي تحترق فيه المواد.

النظرية الذرية الحديثة

وضع بريستلي ولافوازييه وآخرون الأساس لمجال الكيمياء. أظهرت التجارب التي أجريت أن بعض المواد يمكن أن تتحد مع غيرها لتكوين مواد جديدة. ويمكن تفكيك مواد أخرى لتكوين أجزاء أبسط، ولكنها كانت عبارة عن عدد صغير من “العناصر” التي لا يمكن تقسيمها أكثر. ما الذي يفسر هذه المجموعة المعقدة من الملاحظات؟

قام جون دالتون (معلم وعالم بريطاني بارز) بتجميع القطع معًا وطور أول نظرية ذرية حديثة في عام 1803. وإليكم ما فعله دالتون لاستخلاص نظريته الحديثة:[2]

جعل دالتون من عادته تتبع وتسجيل الطقس في مسقط رأسه في مانشستر، إنجلترا.
من خلال ملاحظاته عن ضباب الصباح وأنماط الطقس الأخرى، أدرك دالتون أن الماء يمكن أن يتواجد كغاز ممزوج بالهواء ويحتل نفس مساحة الهواء. لا يمكن للمواد الصلبة أن تشغل نفس المساحة التي يشغلها بعضها البعض. على سبيل المثال، الجليد لا يمكن أن يختلط بالهواء، وهنا يطرح السؤال نفسه: ما الذي يجعل من الممكن أن يتصرف الماء كمادة صلبة أحيانًا وغازًا أحيانًا؟
من خلال هذا السؤال تعلم دالتون أن كل المادة يجب أن تتكون من جزيئات صغيرة، وفي الغاز تطفو هذه الجزيئات بحرية ويمكن أن تختلط مع غازات أخرى (مثل…