Выделение четырех элементов как основы материального мира стало первой в науке попыткой классификации веществ, исходя из общего принципа (выражаясь современным языком) агрегатных состояний. Подобный подход впоследствии был использован учеными для нахождения общности состава и свойств веществ; в 1750 г. этот принцип развил немецкий химик Иоганн Юнкер [17].
Важную роль играло описание специфики первоэлемента с помощью сочетаний неизменных качеств — сухости, влажности, тепла и холода. На основе дошедших до нас отрывочных знаний о взглядах Эмпедокла трудно судить, насколько всеобъемлющей была его характеристика веществ по сравнению с теорией Аристотеля [16]. Во всяком случае, именно Эмпедокл первым попытался определить неизменные качества первичных элементов. Например, согласно его характеристике, огонь — теплый и сухой, вода — влажная и холодная, воздух — влажный и теплый, земля — сухая и холодная.
Очень важным было также представление Эмпедокла, что из четырех элементов образуются мельчайшие "осколки". Это представление явилось не только вехой на пути развития атомистики (как и "частицы огня", введенные Ксенофаном). Эмпедокл первым предположил, что из этих "осколков" образуются соединения качественно различных веществ [15, с. 1827]. Если при этом допустить существование различных элементов и их "смесей", то таким способом можно объяснить многообразие веществ.
Если бы основная субстанция была едина, то все вещества по своей сути были бы однообразны; тогда для объяснения различных свойств веществ вполне достаточно оперировать понятиями "уплотнение" и "разбавление". Но если считать, что основных элементов несколько, то необходимо было предложить новые теории, объясняющие многообразие веществ. Это и сделал Эмпедокл, впервые применив понятия "объединение" и "разъединение". Эмпедокл считал, что многообразные вещества образуются в результате качественно различных объединений частиц первоэлементов [15]. Таким образом, становилось понятным существование разнообразных форм материи и возможности ее превращений. Как мы уже знаем, всю совокупность органических и неорганических веществ, согласно взглядам Эмпедокла, образуют четыре основных элемента. Элементы состоят из мельчайших, недоступных чувственному восприятию частиц. За счет их многократного соединения и разъединения образуется громадное количество разнообразных веществ и тел.
По сравнению с существовавшими ранее натурфилософскими системами эти представления позволяют намного легче объяснить природу веществ и их превращений. Воззрения Эмпедокла оригинальны и постановкой вопроса об особенностях протекания "соединения" и "разъединения" частиц элементов. Тем самым Эмпедокл значительно развил представления о соединении веществ. Характер представлений Эмпедокла о превращениях веществ позволяет предположить, что он неоднократно сам проводил разнообразные реакции [15, с. 1837].
Представления Эмпедокла о "порах", "симметрии", "избирательном родстве" — теоретические модели предполагаемого элементарного строения различных веществ, отражающие их способность к соединению [15, с. 1828]. Предположения, что частицы элементов различаются по структуре и имеют поры, через которые могут проникать друг в друга, было, по сути, механистическим. В то же время биоморфные гипотезы Эмпедокла о симметрии и избирательном сродстве, об объединении и разъединении, о "живущих" и "страдающих" частицах элементов способствовали развитию динамического направления в натурфилософии [15].
Среди элементов Эмпедокла особую роль играл огонь — "огненное вещество", "растворенное" в воздухе. Понятие об "огненном веществе" впоследствии было использовано для изучения такого важного химического процесса, как горение. Введенное Эмпедоклом "огненное вещество" в трудах арабских и европейских алхимиков трансформировалось в "серу", позже Г. Бехер назвал его "горючей землей", Г. Шталь — "флогистоном", а К. Шееле и Дж. Пристли в конце XVIII в.- "огненным воздухом". И наконец, вскоре "огненное вещество" получило от А. Лавуазье современное название "кислород"[29]. Однако еще несколько десятилетий после Лавуазье (пока ученые окончательно не установили, что причина тепла — движение[30]) существовало близкое к воззрениям Эмпедокла понятие о "веществе тепла" — "теплороде".
29
На самом деле кислород был получен в 1772-1775 гг. независимо тремя учеными — представителями различных стран: шведом К. Шееле, англичанином Дж. Пристли, французом А. Лавуазье. Подробнее о истории открытия кислорода рассказано в кн.: Трифонов Д. Н., Трифонов В. Д. Как были открыты химические элементы.- М.: Просвещение, 1980, с. 42-48.- Прим. перев.
30
Качественное рассмотрение движения молекул как причины теплоты провели в 1740-х гг. М. В. Ломоносов, а также швейцарские физики Даниил и Иоганн Бернулли. Однако существовавшая тогда сильная традиция рассмотрения теплоты как специфической "материи" и невозможность в XVIII — начале XIX вв. углубленного количественного изучения механической природы теплоты не позволили в то время утвердиться представлению, что "причина тепла — движение". Только разработка в 1847-1862 гг. немецкими физиками Г. Гельмгольцем, А. Крёнигом и Р. Клаузиусом кинетической теории газов привела к окончательному признанию в науке механической теории теплоты. См. об этом подробнее в кн.: Павлова Г. Е., Федоров А. С. Михаил Васильевич Ломоносов.- М.: Наука, 1980, с. 158-160; Льоцци М. История физики.- М: Мир, 1970, с. 236-237.- Прим. перев.