Théorie atomique moderne

Les atomes en tant que corpuscules grumeleux

En tant que corpuscules (particules minuscules), les atomes peuvent soit être dotés de qualités intrinsèques, soit être intrinsèquement dépourvus de qualité.

Les différences fondamentales les plus frappantes dans le monde matériel, qui conduisent à une première classification des substances dans la nature, sont celles entre les solides, les liquides, les gaz et le feu. Ces différences sont une donnée observée qui doit être prise en compte par toute théorie scientifique de la nature. Il était donc tout à fait naturel que l’une des premières tentatives d’explication des phénomènes naturels se fonde sur ces différences et proclame l’existence de quatre constituants primitifs qualitativement différents de toute chose, à savoir les quatre éléments : la terre, l’eau, l’air et le feu (Empédocle, 5e siècle avant J.-C.). Cette théorie a dominé la physique et la chimie jusqu’au 17ème siècle.

Bien que la théorie des quatre éléments ne soit pas nécessairement une théorie atomistique, elle se prête manifestement à une interprétation en termes atomistiques – à savoir, lorsque les éléments sont conçus comme les plus petites parties immuables. Dans ce cas, tous les changements observables sont réduits à la séparation et au mélange des substances élémentaires primitives. Ainsi, la thèse de Parménide selon laquelle l’être est immuable est maintenue, alors que l’unité absolue de l’être est abandonnée. Pourtant, le fait que l’infinie variété de formes et de changements dans la nature soit réduite à un seul type de processus entre seulement quatre sortes élémentaires d’atomes montre son affinité avec la thèse de l’unité de tout être.

Malgré la grande disparité entre la théorie des quatre éléments et la chimie moderne, il est clair que la chimie moderne appartient à la même classe de théories atomiques que celle d’Empédocle. Il y a des différences, bien sûr, mais elles seront reportées à une discussion ultérieure.

Plus éloignée de la thèse originale de Parménide était la théorie de son contemporain Anaxagore de Clazomène, qui supposait autant d' »atomes » qualitativement différents qu’il y a de substances qualitativement différentes dans la nature. Dans la mesure où ces atomes, qu’Anaxagore appelait « graines », sont éternels et incorruptibles, cette théorie contient encore une idée empruntée à Parménide. Une caractéristique particulière de la théorie d’Anaxagore est que chaque substance contient toutes les sortes possibles de semences et est nommée d’après la sorte de semence qui prédomine en elle. Puisque la substance contient également d’autres sortes de graines, elle peut se transformer en quelque chose d’autre par la séparation de ses graines.

Une autre forme intéressante d’atomisme avec des atomes intrinsèquement qualifiés, également basée sur la doctrine des quatre éléments, a été proposée par Platon. Sur des bases mathématiques, il a déterminé les formes exactes que doivent avoir les plus petites parties des éléments. Le feu a la forme d’un tétraèdre, l’air d’un octaèdre, l’eau d’un icosaèdre et la terre d’un cube. Dans la mesure où il caractérise les atomes des quatre éléments par des formes mathématiques différentes, la conception de Platon peut être considérée comme une transition entre les types qualitatif et quantitatif de l’atomisme.

Le système le plus significatif de l’atomisme dans la philosophie antique est celui de Démocrite (5e siècle avant notre ère). Démocrite était d’accord avec Parménide sur l’impossibilité du changement qualitatif mais ne l’était pas sur celle du changement quantitatif. Ce type de changement, soutenait-il, est soumis à un raisonnement mathématique et donc possible. De même, Démocrite nie la multiplicité qualitative des formes visibles mais accepte une multiplicité fondée sur des différences purement quantitatives. Afin de réduire les différences qualitatives observables à des différences quantitatives, Démocrite a postulé l’existence d’atomes invisibles, caractérisés uniquement par des propriétés quantitatives : taille, forme et mouvement. Les changements qualitatifs observés sont basés sur des changements dans la combinaison des atomes, qui restent eux-mêmes intrinsèquement inchangés. Démocrite est ainsi arrivé à une position qui a été définie plus haut comme l’atomisme au sens strict. Afin de rendre possible le mouvement des atomes, cet atomisme devait accepter l’existence du vide (espace vide) comme une entité réelle dans laquelle les atomes peuvent se déplacer et se réarranger. En acceptant le vide et en admettant une pluralité d’êtres, voire une infinité d’êtres, Démocrite semblait abandonner, plus encore qu’Empédocle, l’unité de l’être. Cependant, il y a de bonnes raisons de soutenir que, malgré cette doctrine du vide, la théorie de Démocrite est restée proche de la thèse de l’unité de l’être de Parménide, car les atomes de Démocrite sont conçus de telle sorte que l’on ne peut leur attribuer presque aucune différence. Tout d’abord, il n’y a pas de différences qualitatives ; les atomes ne diffèrent que par leur forme et leur taille. Ensuite, cette dernière différence est caractérisée par la continuité ; il n’y a pas de formes privilégiées ni de tailles privilégiées. Toutes les formes et toutes les tailles existent, mais elles pourraient être placées dans une rangée de telle manière qu’il n’y aurait aucune différence observable entre les formes et les tailles successives. Ainsi, même les différences de forme et de taille ne semblent pas offrir de motif expliquant pourquoi les atomes devraient être différents. En acceptant un nombre infini d’atomes, Démocrite a conservé autant que possible le principe selon lequel l’être est un. En ce qui concerne l’acceptation du vide, il faut souligner que le vide, aux yeux de Démocrite, est plus un non-être qu’un être. Ainsi, même cette acceptation ne contredit pas sérieusement l’unité de l’être.

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