元素

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元素古典元素英語Classical elements),在古典哲學中,是一種構成世界上所有物質的最基本實體,或是能量。在歷史上,許多不同的民族,都曾經建構出屬於他們自己的元素思想,最著名的代表有古希臘的四元素說、或五元素說,印度佛教的四大種以及中國的五行

在近代化學中,元素特指自然界中一百多種基本的金屬非金屬物質,它們只由一種原子組成,其原子中的每一核子具有同樣數量的質子,用一般的化學方法不能使元素分解,並且它能構成一切物質。一些常見元素的例子有

源起[編輯]

元素思想的起源很早,古巴比倫人和古埃及人曾經把水,後來又把空氣和土,看成是世界的主要組成元素,形成了三元素說。古印度人四大種學說,古中國人亦有五行學說。

古希臘自然哲學提出了著名四元素說。這不是希臘哲學家創造的,四元素說在古希臘傳統的民間信仰中即存在,但不具有(相對上來說)堅實的理論體系支持。古希臘的哲學家是「借用」了這些元素的概念來當作本質

前蘇格拉底哲學[編輯]

米利都派哲學家泰利斯主張的萬物的本質是水,而且也唯有水才是本質,土和氣這兩種元素則是水的凝聚稀薄阿那克西曼德則將本質改為一種原始物質(稱為「無限」或稱「無定者」),同時又加上第四元素火。四大元素由這種原始物質形成之後,就以土、水、氣、火的次序分為四層。火使水蒸發,產生陸地,水氣上升把火圍在雲霧的圓管里。人們眼中看見象是天體的東西,就是這些管子的洞眼,使我們能從洞眼中望見裡面的火。形成了四元素的最早雛形。

另一個米利都派哲學家阿那克西米尼則把氣或者空氣看作是原始物質,並把其他元素說成是由空氣組成。空氣變得稀薄後就成了火。他的論證是,空氣從嘴裡呼出來是熱的,而在壓力下噴出來時則感到是冷的。同樣,通過凝聚的過程,氣先是變成水,然後變成土。這些元素之間的差異只是量變的結果,元素只是凝聚或稀薄到不同程度的空氣。

早期以米利督學派為首的哲學家,多以單一元素作為本質,直到恩培多克勒Empedocles)才首次建立四元素並存的哲學體系,亦有人主張這是首次嘗試以科學的方法解釋傳統的四元素說,但是從恩培多克勒所留下來的殘缺文獻來看,這種說法並沒有足夠的證據支持。恩培多克勒在大約公元前450年於其著作《論自然》中,使用了「根」(希臘文:ῥιζὤματα)一詞。現在認為恩培多克勒是系統提出四元素學說的第一個人。他認為萬物由四種物質元素土、氣、水、火組成,這種元素是永恆存在的,由另外兩種抽象元素愛和恨使他們連結或分離。

四元素與五元素[編輯]

「元素」(希臘文:στοιχεῖον,拉丁文:stoicheia)一詞在公元前360年希臘哲學家柏拉圖首先使用,在他的語錄《蒂邁歐篇》(Timaeus)中,討論了一些有機無機的物質,這可算是最早期的化學著作。柏拉圖假設了一些細微的物質有一些特別的幾何結構正四面體(火),正八面體(風),正二十面體(水),及正六面體(地)。[1]他隨後不明確的提及了第五種立體[2],在更早的《斐多篇》中提到過正十二面體[3]

Tetrahedron.gif Octahedron.gif Icosahedron.gif Hexahedron.gif Dodecahedron.gif
正四面體(火) 正八面體(風) 正二十面體(水) 正六面體(地) 正十二面體

柏拉圖使用正多面體來定義四元素的內涵見於《蒂邁歐篇[4]

首先,這一點是大家都會認同的,即火、水、土、氣都是立體。一切立體都有厚度,並被許多面包圍。由直線所圍的面乃由三角形構成;所有的三角形都可以歸到兩種直角三角形中。其中一種三角形的兩個銳角都是半直角,由兩條等邊所定;另一種三角的兩個銳角和兩條邊都不相等。……在兩種三角形中,等腰直角三角形只有一種;但不等邊直角三角形的數量則無限多。為了討論順利進行,我們必須在那無數的三角形中找到最完善者,並以此為本原。……歸結起來,他們是:一種是等腰的;一種是其長邊的平方三倍於短邊的平方。……接下來的問題是:能不能找到四種完善立體及其中的結構,雖然彼此不同,但其中有些能夠相互轉化?表面上看,四種元素能夠通過分解而彼此相互轉化。但這是一種錯覺。我們的意思是,這兩種三角形產生了四種元素,其中三種元素由不等腰三角形構成,餘下的那種元素則由等腰三角形構成。因此他們不可能全部通過分解而彼此轉化,即許多小立體合成一些較大立體,或反過來。其中三種元素是可以這樣轉化的,因為它們由同一種三角形構成。一些大立體毀壞時會分解為許多小立體,擁有各種相應的圖形;這些小立體進而分為原始三角形;這些三角形的再行組合並形成一種新的大圖形,即一個立體。他們之間的變換就是這麼回事。
四古典元素。

而現在廣為人知的四元素說則是後來亞里士多德提出的,他的理論中不包含恩培多克勒學說中的愛和恨這兩種抽象元素,而是認為這四種元素具有可被人感覺的兩兩對立的性質。進而推論世界上的萬物的本原乃是四種原始性質:冷、熱、乾、濕,而元素則由這些原始性質依不同比例組合而成。亞里斯多德在《論天》等著作中構想出五元素說,在柏拉圖的四種元素中再加上以太(精質,永恆)。亞里士多德認為「沒有和物質分離的虛空」、「沒有物體裡的虛空」。

亞里士多德對「元素」的正式定義見於《形上學[5]

元素的意思是指一種內在於事物,而事物最初由之構成,且不能被分解為其他類的東西,例如聲音的元素,就是構成了聲音,而聲音最終分解成它們,它們自身卻不能分解為其他類的聲音。如果可分的話,只能分為同類的部分,例如,水的部分還是水,音節的部分就不是同一音節了。人們所說的物體的元素也是這樣,物體最終要分解為這些元素,而這些元素卻不分散為其他的類。

中國五行學說[編輯]

黑色箭頭指向相生之物,白色箭頭指向剋制之物。

五行中國古代的一種物質觀。多用於哲學中醫學占卜方面。五行指:。認為大自然由五種要素所構成,隨著這五個要素的盛衰,而使得大自然產生變化,不但影響到人的命運,同時也使宇宙萬物循環不已。

五行之間相生相剋關係:

  • 五行相剋:金剋木,木剋土,土剋水,水剋火,火剋金。
  • 五行相生:金生水,水生木,木生火,火生土,土生金。

五行中的每一行都有不同的性能。「木曰曲直」,意思是木具有生長、升發的特性;「火曰炎上」,是火具有發熱、向上的特性;「土曰稼牆」,是指土具有種植莊稼,生化萬物的特性;「金曰從革」,是金具有肅殺、變革的特性;「水曰潤下」,是水具有滋潤、向下的特性。古人基於這種認識,把宇宙間各種事物分別歸屬於五行,因此在概念上,已經不是木、火、土、金、水本身,而是一大類在特性上可相比擬的各種事物、現象所共有的抽象性能。

化學元素[編輯]

元素的研究其實早在公元前300多年已經開始,柏拉圖亞里士多德等著名哲學家亦有研究。建基於古希臘元素理論,在公元790年,阿拉伯化學家賈比爾Jabir ibn-Hayyan (Geber))假設出金屬由兩種元素組成:,作為"火石",用以解釋其可燃性,和水銀,用以解釋理想中的金屬性質。.[6]總括而言,這逐步形成了三個原理:硫使金屬有可燃性,水銀使金屬有揮發性和穩定性,而鹽使金屬有固體性。

中世紀,四元素說曾經作為了鍊金術的理論依據。鍊金術士們認為只要改變物質中這四種原始性質的比例,即可使普通金屬變為黃金。

科學發現[編輯]

1661年,愛爾蘭自然哲學家羅伯特·波義耳發現不止以往古人認為只有四個古典元素。1789年出現了第一個現代化的化學元素列表,其中包含33個元素,並有元素的基本資料。1818年,已發現元素增加至四十多種。門捷列夫於1869年發表的元素週期表中,有66種元素。

直到20世紀初,元素被定義為不能被分解成更簡單的物質。換句話說,一種化學元素不能轉化成其他化學元素。1913年,亨利·莫塞萊發現原子中的核電荷是原子的原子序,介定了目前原子的基礎定義。1919年,有72個已知的元素。1955年,為了紀念門捷列夫,於是把第101種發現的元素命名為,在同一年的4月18日愛因斯坦過世為了紀念愛因斯坦在過世後的第4個月把第99個元素命名為。現今,共發現了118種元素,參見元素週期表

參看[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Hillar, Marian. The Problem of the Soul in Aristotle's De anima. NASA WMAP. 2004 [2006-08-10]. 
  2. ^ 謝文鬱譯《蒂邁歐篇》:「還有第五個立體,造物者用它來作為整體的模型,即作為動物體的原型。」
    王曉朝譯《柏拉圖全集·第三卷·蒂邁歐篇》:「此外還有第五種複合而成的立體,被神用來界定宇宙的輪廓,同時使用的還有生物的形狀。」
  3. ^ 王曉朝譯《柏拉圖全集·第一卷·斐多篇》110B:「真正的世界,從上往下看,就像一個用十二塊皮革製成的皮球,有各種不同的顏色。」
  4. ^ 蒂邁歐篇/[古希臘]柏拉圖著;謝文鬱譯.—上海:上海人民出版社,2005. ISBN 7-208-05546-7.
  5. ^ 形上學/[古希臘]亞里士多德著;苗力田譯. 北京:中國人民大學出版社,2003. ISBN 7-300-05116-2.
  6. ^ Strathern, Paul. (2000). Mendeleyev』s Dream – the Quest for the Elements. New York: Berkley Books.