Robert Boyle

Απεικόνιση του Robert Boyle.

O Boyle (Robert Boyle, 1627-1691), σίγουρα επηρεάστηκε από τα κείμενα του Gassendi και εν μέρει ίσως οδηγήθηκε από αυτά στις μελέτες του για τα αέρια που απέδωσαν, εκτός των άλλων, και το γνωστό νόμο που φέρει το όνομά του. Στο μνημειώδες έργο του The Sceptical Chymist (1661), ο Boyle υποστηρίζει πως:

"φαίνεται λογικό να θεωρηθεί, όπως εγώ θεώρησα, ότι τα στοιχεία αποτελούνταν αρχικά από συγκεκριμένα μικρά και πρωταρχικά συγκροτήματα, από τα ελάχιστα σωματίδια της ύλης, σε άπειρα διακριτά τεμάχια, εντελώς όμοια μεταξύ τους, ώστε δεν φαίνεται γελοίο να υποτεθεί ότι παρόμοια πρωταρχικά συγκροτήματα μπορεί να είναι πολύ περισσότερα από τέσσερα ή πέντε".

Ο Boyle, επηρεασμένος από τη μηχανική του Newton επιθυμούσε την επέκτασή της στο χώρο της «νεοσύστατης» χημείας. Με την έννοια αυτή απέδωσε σταθερή μορφή και σχήμα σε κάθε άτομο, θεωρώντας το συμπαγές και αδιαπέραστο και θεώρησε ότι μόνο η κίνησή του ήταν μεταβλητή. Και πάλι η διαμάχη μεταξύ των επιστημόνων όσον αφορά την ύπαρξη κενού γύρω από τα άτομα, δεν επέτρεψε την ολοκληρωτική εφαρμογή των ατομιστικών αντιλήψεων του Boyle. Πάντως και οι ατομιστές του 17ου αιώνα προσπαθούσαν να ανάγουν τις μακροσκοπικές ιδιότητες των σωμάτων σε μερικές βασικές ιδιότητες που θάπρεπε να φέρουν τα άτομα, όπως κι ο Αριστοτέλης που πολεμούσαν, ανήγαγε όλα τα φυσικά φαινόμενα σε μεταβολές των αναλογιών και των σχετικών θέσεων των τεσσάρων βασικών στοιχείων.

Μια εναλλακτική ατομιστική θεωρία της περιόδου αυτής είναι αυτή των «φυσικών ελαχίστων». Αυτά είναι τα απειροελάχιστα υλικά σώματα στα οποία καταλήγει η διαδοχική κατάτμηση ενός σώματος τα οποία δεν επιδέχονται πλέον κατάτμηση αλλά μπορούν ως φυσικά ελάχιστα να αναμιγνύονται μεταξύ τους δημιουργώντας νέα φυσικά ελάχιστα, των νέων σωμάτων. Ξεκινώντας από τον Αριστοτέλη και την αντίληψή του για τα κράματα, η ιδέα αυτή είναι σχετική με την ατομική θεωρία αλλά προβλέπει π.χ. τη συμβολή ενός ελαχίστου χαλκού κι ενός κασσιτέρου για τη δημιουργία ενός νέου ελαχίστου, του μπρούτζου. Τα ελάχιστα αυτά σωματίδια του μπρούτζου είναι τώρα αδιαίρετα αλλά δίνουν στο υλικό τις μακροσκοπικές του ιδιότητες.

Ruđer Josip Bošković

Απεικόνιση του Ruđer Bošković.

Το πρώτο από τα σχεδιαγράμματα στο έργο του Boskovic όπου φαίνονται οι εκτιμήσεις του για τις ελκτικές και απωστικές δυνάμεις μεταξύ των στοιχειωδών σωματιδίων της θεωρίας του. Οι θετικές τιμές αντιστοιχούν σε απώσεις.

Οι μακροσκοπικές ιδιότητες και κυρίως η ελαστικότητα έδωσαν την ευκαιρία για τη διατύπωση, σε συμφωνία με τη μηχανική του Newton κάποιων ακραίων αντιλήψεων για τα άτομα.

Ο Boskovic (Ruđer Josip Bošković, 1711-1787) για παράδειγμα θεωρούσε τα άτομα ως σημεία αλλά με μάζα που δεν είναι παρά πηγή ισχυρών δυνάμεων έλξης ή άπωσης. Η έλξη και η άπωση μεταξύ των ατόμων αυτών εναλλάσσονται διαδοχικά μέχρις ότου, σε μακροσκοπική κλίμακα παρατηρείται η εφαρμογή του νόμου του Newton για τη δράση των μαζών. Δεν είναι απολύτως σαφές το ατομικό πρότυπο του Boscovic, φαίνεται όμως ότι δεχόταν πως τα ελάχιστα σωματίδια που κατά το Δημόκριτο θα αποτελούσαν τα άτομα πρέπει να έχουν εσωτερική δομή, δηλαδή να αποτελούνται από άλλα μικρότερα σωματίδια κι εκείνα από άλλα ακόμη μικρότερα και τελικά να έχουμε ένα σύνολο από πραγματικά άτομα για τα οποία η φυσική ύπαρξη είναι προβληματική όσον αφορά τη θεωρία αυτή, αφού θάπρεπε να είναι ιδεατά σημεία με την Ευκλείδια έννοια του όρου.

Ο ίδιος ο Newton έδειξε πως ένα σύνολο από άτομα αερίου με την εφαρμογή των μεταξύ τους μηχανικών αλληλεπιδράσεων θα υπάκουε στο γνωστό νόμο του Boyle για την πίεση των αερίων.

Είναι εντυπωσιακό ένα γεγονός ακόμη, ότι δηλαδή κάποιος επιστήμονας, όπως στη συγκεκριμένη περίπτωση ο Boscovich είχε κάποιου είδους «ενόραση» σχετικά με την φυσική πραγματικότητα και διατύπωσε μια γνώμη που δεν ήταν τίποτε άλλο παρά μια δική του προσωπική πεποίθηση, χωρίς να έχει τα μέσα να την αποδείξει πλήρως ούτε και με βάση τις τρέχουσες θεωρίες του καιρού του. Στην τρέχουσα χρονική στιγμή, το πιο κοντινό ανάλογο προς την υπόθεση του Boscovich είναι η διάταξη ενός κρυστάλλου και το σύνολο των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων που δέχεται (και αντίστροφα, που εφαρμόζει) ένα μεμονωμένο ιόν στον κρύσταλλο όπου με διαδοχικούς όρους μιας σειράς Taylor προσεγγίζεται η σταθερά Mandelung του κρυστάλλου.

Aνάλογη πορεία ακολουθεί και ο Newton (Isaak Newton, 1642-1727). Aναφορές στις αντιλήψεις του περί διακριτότητας της ύλης αναφέρονται στο έργο του Opticks που είδε το φως της δημοσιότητας, ολοκληρωμένο, το 1704.

Mikhail Lomonosov

Απεικόνιση του Mikhail Lomonosov

Στην ακριβώς επόμενη γενιά ανήκει ο Pώσος Lomonosov (Mikhail Lomonosov, 1711-1765), ο οποίος, σε ένα έργο του αναφέρει ότι ο διάφορος βαθμός συμπύκνωσης των σωμάτων εξηγείται από το διάφορο βαθμό σύνδεσης των σωματιδίων που αποτελούν τα σώματα αυτά. Ο Lomonosov δεν δημοσίευσε εκτενώς στα λατινικά και για το λόγο αυτό οι αντιλήψεις του, ομολογουμένως προχωρημένες για την εποχή του, δεν επηρέασαν την επιστήμη που ανθούσε κυρίως στη Δυτική Eυρώπη. Tο παραπάνω έργο, γραμμένο 1739, δημοσιεύτηκε στα Aγγλικά το 1934!

Μέχρι τα μέσα του 18ου αιώνα, δεν υπήρχε διάκριση μεταξύ μιγμάτων και καθορισμένων σωμάτων. H διάλυση π.χ., του χαλκού στο νιτρικό οξύ αντιμετωπιζόταν σαν μια διάνοιξη των "συγκροτημάτων" του χαλκού από τα "αιχμηρά" συγκροτήματα του οξέος.

H αναγκαία ποσότητα του οξέος που απαιτούνταν για τη διάλυση ορισμένης ποσότητας χαλκού, δεν φαινόταν να απασχολεί κανένα, επειδή η ακριβής μέτρηση δεν θεωρούνταν αναγκαία για την εκτέλεση και κυρίως την αποτίμηση ενός χημικού πειράματος.

Aκόμη και ο Lavoisier (Antoine Laurent Lavoisier, 1743-1794), ο θεωρούμενος ως πατέρας της σύγχρονης χημικής επιστήμης, δεν ήταν σε θέση να κάνει την παραπάνω διάκριση, όπως φαίνεται και στο μνημειώδες έργο του Traite Elementaire de Chimie (1789), όπου αναφέρει ότι:

"ο ατμοσφαιρικός αέρας συνίσταται από δύο ελαστικά ρευστά που έχουν διάφορη, δηλαδή κατά κάποιο τρόπο αντίθετη συμπεριφορά"

Tον όρο, "συνίσταται", χρησιμοποιεί σε άλλο σημείο του ίδιου έργου για το νερό, το οποίο και είχε ήδη αποδειχθεί ότι ήταν σύνθετο αλλά καθορισμένης σύστασης σώμα, σε αντίθεση με τον αέρα, που ήταν γνωστό μίγμα αφού με σχετικά απλό τρόπο επιτυγχάνονταν ο φυσικός διαχωρισμός των συστατικών του.

Οι ατομιστικές αντιλήψεις του Newton επηρέασαν τους χημικούς της επόμενης περιόδου, ωστόσο στον 18ο αιώνα οι ιδέες αυτές περισσότερο αναφερόταν στη θεωρητική αντιμετώπιση της χημείας και των ιδιοτήτων των στοιχείων παρά σε κάτι πρακτικό αφού οι γνωστές χημικές μέθοδοι συνέχισαν να χρησιμοποιούνται με τον ίδιο όπως πριν τρόπο.

Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η συντήρηση και διάδοση των παλιών αντιλήψεων περί συγγένειας των οποίων η ορολογία εξακολουθεί και χρησιμοποιείται ως τις μέρες μας. Η βάση ήταν οπωσδήποτε η φιλοσοφική θέση του Εμπεδοκλή περί των δύο κινητηρίων δυνάμεων της φύσης, της φιλότητος και του νείκους.

Έτσι, κάποιες ποσοτικές μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν και καταγράφηκαν, εκτιμήθηκαν στη βάση της συγγένειας των αντιδρώντων σωμάτων μεταξύ τους κι όχι του αριθμού ή του είδους ή άλλης φυσικής ιδιότητας των ατόμων που τα αποτελούσαν.

Étienne François Geoffroy

Ettienne Geoffroy

O πίνακας συγγενειών που παρουσίασε o Ettienne Geoffroy.

Ο Ettienne Geoffroy (Étienne François Geoffroy, 1672–1731) για παράδειγμα παρουσίασε στα 1718 μια εκτενή μελέτη πάνω στην επίδραση οξέων σε διάφορα υλικά και την απομόνωση και παρατήρηση των παραγόμενων αλάτων. Η ταξινόμηση των αποτελεσμάτων του πραγματοποιήθηκε στη βάση των ποσοτήτων που απαιτούνταν για την αντίδραση μιας ορισμένης ποσότητας ενός σώματος. Φυσικά μέσω του πίνακα αυτού μπορούσε κάποιος να οδηγηθεί σε σκέψεις σχετικά με την πιθανότητα πραγματοποίησης μιας νέας αντίδρασης και κατά συνέπεια οργάνωσης ως ένα βαθμό της χημικής έρευνας στην συνθετική της κατεύθυνση.

Ανάλογοι εκτενέστεροι πίνακες παρουσιάστηκαν από πολλούς στη συνέχεια του αιώνα και σε κάποιες περιπτώσεις έγιναν αναφορές στο γεγονός ότι η συγγένεια μεταξύ κάποιων σωμάτων πρέπει να αποδοθεί στην έλξη μεταξύ των ατόμων τους, χωρίς όμως κάτι περισσότερο προς την κατεύθυνση της ατομιστικής αντίληψης.

Φυσικά, τα επόμενα χρόνια είδαν μια άνθηση της επιστήμης της Χημείας, κυρίως με την εμφάνιση και τη δραστηριοποίηση των Γάλλων γύρω από τον Lavoisier, ωστόσο η τάση τους ήταν να διερευνήσουν τις χημικές αντιδράσεις και να ερμηνεύσουν τα αποτελέσματά τους.

Με την έννοια αυτή και καθώς ήταν αποδέκτες της γνώμης του Boyle περί του βασικού και αδιαίρετου χαρακτήρα των ατόμων, προφανώς δεν επρόκειτο να ασχοληθούν συγκεκριμένα με το άτομο καθεαυτό παρά μόνο με τις ιδιότητές του στην πορεία χημικών αντιδράσεων. Συνεπώς η νέα εκκίνηση της ατομικής θεωρίας έπρεπε να περιμένει τη συγκέντρωση αποτελεσμάτων και την εμφάνιση νέων ερευνητών με νέες κατευθύνσεις στην έρευνά τους.