Επιστημολογία (epistemology) είναι ο κλάδος εκείνος της φιλοσοφίας που ασχολείται, όπως φανερώνει και το όνομά του, με τα ζητήματα της επιστήμης. H πρώτη.

Επιστημολογία (epistemology) είναι ο κλάδος εκείνος της φιλοσοφίας που ασχολείται, όπως φανερώνει και το όνομά του, με τα ζητήματα της επιστήμης. H πρώτη ίσως αναφορά σ’ αυτόν έγινε από τον Σκότο φιλόσοφο James Frederick Ferrier (1808-1864). Επιστήμονας. Ερευνητής και παρατηρητής των φυσικών (των μόνον) επιστημών. Ενστερνίζεται αντιλήψεις, εδραιώνει και ελέγχει θεωρίες με βάση τα πειραματικά δεδομένα και την ενδελεχή λογική τους ανάλυση και εκφράζεται στην δεδομένη κοινά αποδεκτή επιστημονική γλώσσα (ορολογία). Φιλόσοφος. Κινείται στον κόσμο του ιδεατού (συχνά του προσωπικού του ιδεατού) με εξαντλητική λογική ανάλυση με διαδικασίες που δεν επιδέχονται έλεγχο και δεν έχουν κοινό σημείο αναφοράς για όλους τους φιλοσόφους. Ο επιστήμονας επιδιώκει να ανακαλύψει την απλότητα της Φύσης μέσα από την αντίληψη των νόμων που κυβερνούν τα επιμέρους πολύπλοκα φαινόμενα. Βασίζεται καταρχήν σε υπάρχουσες επιστημονικές θεωρίες τις οποίες ενδεχομένως να αναγκαστεί να καταρρίψει ή να τροποποιήσει. Ο φιλόσοφος επιχειρεί να διευκρινίσει την απλότητα νοητικών διαδικασιών με όρους που συχνά προκαλούν σύγχυση με την πολυπλοκότητά τους και συχνά τροποποιεί προηγούμενες σκέψεις και αντιλήψεις διαμορφώνοντας ενδεχομένως νέα φιλοσοφικά ρεύματα.

Επιστήμη (Science) από το λατινικό scientia που σημαίνει γνώση. Με την στενή έννοια του όρου αναφέρεται σε ένα ολοκληρωμένο σύστημα απόκτησης γνώσης μέσω της επιστημονικής μεθόδου καθώς και στο καθορισμένο σύνολο της γνώσης που αποκτήθηκε μέσω της μεθόδου αυτής. Οι επιστήμες διακρίνονται συνήθως στις φυσικές και τις κοινωνικές. Η επιστημονική μέθοδος αποτελεί μια συνολική διαδικασία παρατήρηση της φύσης αυστηρά γνωστές και καθορισμένες συνθήκες πειράματος κατανόηση της συμπεριφοράς της φύσης. διατύπωση νόμων που την διέπουν τα φαινόμενα. εφαρμογή βασιζόμενη στην επαναληψιμότητα (πρόβλεψη) Μαθηματική διατύπωση (τα μαθηματικά δεν είναι επιστήμη, ορίζονται ως τυπική επιστήμη (formal science) ) Πως διατυπώνεται μια επιστημονική θεωρία; Είναι απλή η διατύπωσή της;

Παρατήρηση του φαινομένου εκπομπής από ένα «μέλαν σώμα». Η καταγραφή έχει γίνει από πολλούς ερευνητές σε μια περίοδο πολλών δεκαετιών.

Σχέση του Wien (1896)πολύ καλή για τις μικρές τιμές μηκών κύματος. Σχέση των Rayleigh-Jeans (1905)πολύ καλή για μεγάλες τιμές μηκών κύματος Σχέση του Planck (1901) Μοντέλα για την περιγραφή της εκπομπής του μέλανος σώματος.. Η ευρύτερη σύγκλιση του μοντέλου του Planck με τα εμπειρικά δεδομένα το κατέστησε υποψήφιο να «προαχθεί» σε υπόθεση, την σύγχρονη κβαντική υπόθεση για την δομή της ύλης.

Μοντέλο, εμπειρία, υπόθεση Διάκριση μεταξύ «καθομιλουμένης» και επιστημονικής γλώσσας (ορολογία). Ένα μοντέλο που αποκλίνει από τα εμπειρικά δεδομένα, είτε τροποποιείται είτε απορρίπτεται. Μια υπόθεση μπορεί να αποδειχθεί ορθή αλλά και να διαψευσθεί. Η γενικευμένη αποδοχή της και η εγκυρότητά της την «προάγουν» σε θεωρία. (το μαύρο πρόβατο) Μια θεωρία αντικαθιστά μια παλιότερη εφόσον περιγράφει πλήρως νέα φαινόμενα με πιο ακριβή τρόπο και εφόσον καλύπτει και τις παλαιότερες παρατηρήσεις (θεωρίες Arrhenius – Lewis για τα οξέα και τις βάσεις) Μια θεωρία πρέπει να παρέχει την δυνατότητα διάψευσής της μέσω παρατηρήσεων και πειραμάτων. Μια θεωρία επίσης μπορεί να «διορθωθεί» ώστε να συγκλίνει με νέα πειραματικά δεδομένα, όχι όμως σε σημείο να μεταβάλλει τον βασικό κορμό των υποθέσεών της (ατομικό πρότυπο, Bohr, Sommerfeld, Dirac).

Γνώση Κατέχει κεντρική θέση στη φιλοσοφία και προφανώς στην επιστημολογία. Κατά τον Πλάτωνα, γνώση αποτελεί η λογικά τεκμηριωμένη πίστη στην αλήθεια μιας συγκεκριμένης πρότασης. Πως μπορεί όμως να οριστούν η τεκμηρίωση, η πίστη (δοξασία) και η αλήθεια; Στην πράξη αυτό γίνεται μόνο με τη χρήση συγκεκριμένων παραδειγμάτων κατά περίπτωση. Δεν υπάρχει μοναδικός και πλήρης και σαφής ορισμός τους. Τα γενικώς αποδεκτά σχήματα μέσω των οποίων η γνώση συνδέεται με την αλήθεια και την πίστη ενός ατόμου έχουν ως εξής:

1. Ο άνθρωπος Α γνωρίζει την πρόταση Π όταν α) η Π αληθεύει β) ο Α πιστεύει στην αλήθεια της Π γ) ο Α έχει αιτιολογημένη την πίστη του στην Π 2. Ο άνθρωπος Α γνωρίζει την πρόταση Π όταν α) ο Α δέχεται την αλήθεια της Π β) ο Α έχει ικανοποιητικά δεδομένα για την αλήθεια της Π γ) η Π αληθεύει 3. Ο άνθρωπος Α γνωρίζει την πρόταση Π όταν α) η Π αληθεύει β) ο Α είναι βέβαιος για την αλήθεια της Π γ) ο Α έχει δίκαιο στην βεβαιότητά του αυτή Τα παραπάνω σχήματα όμως δεν οδηγούν ανταντίρρητα στο τελικό συμπέρασμα παρόλο που πολλοί έχουν προτείνει και την εισαγωγή μιας τέταρτης πρότασης στις σειρές των παραπάνω ή διαφοροποιήσεις στο περιεχόμενο των εννοιών «αιτιολογημένη», «βέβαιος» και «ικανοποιητικά δεδομένα». Έτσι προτείνεται η ύπαρξη ενός υποσυνόλου της τομής των δύο κύκλων του προηγούμενου σχήματος όπου περιορίζονται οι προτάσεις που αποτελούν γνώση για κάθε συγκεκριμένο άτομο.

Οι αρχικές φιλοσοφικές αντιμετωπίσεις της επιστήμης η φιλοσοφία στην Ιωνία την περίοδο του 6 ου π.Χ. αιώνα. πόλεις της Ιωνίας φιλελεύθερες κάτοικοί θρησκευόμενοι όχι θρησκόληπτοι έτειναν προς το «ευ ζειν». Η φιλοσοφία διακρίνεται σε επιμέρους κλάδους. Οι δύο αρχαιότεροι «θεωρητική ή επιστημονική» και «πρακτική» (ηθική και η πολιτική). Ακολουθεί η «κριτική φιλοσοφία» (λογική, επιστημολογία). Επιστημονική φιλοσοφία: διερεύνηση της ουσίας του κόσμου καθώς των παρατηρούμενων μεταβολών. Η ουσία του κόσμου μπορεί να προσεγγισθεί είτε ως ύλη είτε ως δομή, δηλαδή ως μορφή που εξυπηρετεί κάποιο στόχο. Οι Ίωνες φιλόσοφοι καταρχήν αναζήτησαν το σταθερό και μόνιμο μέσα στο χάος των φαινομενικών μεταβολών του κόσμου. Έτσι ερευνούν για την πρώτη ύλη, το μοναδικό, άφθαρτο και αμετάβλητο υλικό που αποτελεί τον κόσμο. Οι προτάσεις τους είναι κατά βάσιν εμπειρικές χωρίς προσπάθεια ανάλυσης παρά μόνο λογικής εξήγησης των φυσικών φαινομένων. Για τον λόγο αυτό χαρακτηρίζονται ως «μονιστές» (θεωρία περί των πάντων!, ΤΟΕ).

Θαλής (~624 - ~546 π.Χ.) απαρχή της φιλοσοφίας η έκλειψη που τοποθετείται, στις 28 Μαίου του 585 π.Χ. (μελέτη αρχείων βαβυλωνίων) είναι η επίκληση της γνώσης κι όχι του θείου. Δεν υπάρχει κανένα γραπτό του κείμενο. Βασική ύλη το νερό (πάγος, υγρό, ατμός) χωρίς νερό δεν υπάρχει ζωή (οι σπόροι φυτρώνουν σε υγρό περιβάλλον, οι τροφές είναι υγρές και η φωτιά ακόμη συντηρείται από την υγρασία, όπως αναφέρει ο Αριστοτέλης). ο κυματισμός της θάλασσας δείχνει το νερό και ως κινούσα δύναμη. Αναξίμανδρος (611-546 π.Χ.) Ύπαρξη αντιθέτων και μεταβολές ως αποτέλεσμα της διαπάλης τους. Κυρίαρχες ιδιότητες των αντιθέτων αυτών πρέπει να είναι φυσικές ιδιότητες όπως το θερμό και το ψυχρό, το υγρό και το ξηρό. Η πορεία του κόσμου είναι κυκλική (ο ήλιος εξατμίζει το νερό, το νερό σβήνει την φωτιά, εναλλαγή ημέρας και νύχτας, κυκλική εναλλαγή των εποχών). Οι αντίθετες ιδιότητες συγχωνεύονται σε ένα αρχικό υλικό το οποίο ονόμασε «αρχή» και είναι το άπειρον. Το άπειρον είναι εσωτερικά αδιαίρετο η κίνηση προέρχεται από την τάση των αντιθέτων να διαχωριστούν, οπότε κατά την πορεία της και σε διάφορα σημεία θα επικρατεί το ένα ή το άλλο, με συνέπεια την δημιουργία των σωμάτων (διαδικασία δημιουργίας του ηλιακού συστήματος. Από κάποια σχόλια μεταγενέστερων φαίνεται πως θεωρούσε την ύπαρξη άπειρων κόσμων και μάλιστα παράλληλων και όχι διαδοχικών).Το Σύμπαν υπήρχε πάντα και θα υπάρχει πάντα αφού το άπειρον (φαίνεται πως έδινε στην λέξη σημασία τόσο στον χώρο όσο και στον χρόνο). Αναφέρεται ότι η εξέταση απολιθωμάτων έπεισε τον Αναξίμανδρο ότι τα ζωντανά όντα αναπτύσσονται από απλούστερες στις πιο σύνθετες μορφές με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον φαίνεται να είχε την γνώμη ότι οι πλανήτες είναι σφαίρες φωτιάς, ότι η γη είναι κυλινδρική και μάλιστα αιωρείται στο κενό αφού αν έπρεπε να στηρίζεται κάπου, στην συνέχεια έπρεπε να βρεθεί ένα στήριγμα του στηρίγματος κ.ο.κ..

Αναξιμένης (~585 - ~525 π.Χ.) Φαίνεται να υποστηρίζει ότι η συμπύκνωση και η εξάτμιση του ατμού ή της υδρονέφωσης παράγουν το φυσικό κόσμο της γης, του νερού, και της φωτιάς. Φαίνεται λοιπόν να θεωρεί καταρχήν μια μικρή ομάδα από φυσικά αντικείμενα, των οποίων οι γενικές φυσικές ιδιότητες αποτελούν την βάση χαρακτηρισμού όλων των σωμάτων (γη, νερό, φωτιά, αέρας) καθώς και ότι η πρώτη «αρχή» εμπεριέχει την δυνατότητα της κίνησης που απαιτείται για τις μεταβολές. Αυτές αποδίδονται από τον Αναξιμένη στο «εκκρίνεσθαι», δηλαδή στο ξεχώρισμα από την μία και βασική αρχή των επιμέρους συστατικών με τις χαρακτηριστικές ιδιότητες. Ο αήρ είναι η κατανοητή ζωογόνος ουσία με επίδραση σε όλους τους οργανισμούς ενώ ο άνεμος αποτελούσε από παλιά την κινητήριο δύναμη και μπορεί να θεωρηθεί άπειρος χωρίς να είναι και απροσδιόριστος. Ο αέρας, στην καθαρότερη μορφή του αποτελεί το έσχατο σημείο του σύμπαντος, καταλαμβάνει δηλαδή τα ακρότατά του και με την έννοια αυτή οι διάφορες συμπυκνώσεις του τοποθετούνται ιεραρχικά από την γη και προς τα πάνω. Δέχεται ακόμη ότι μικρό τμήμα του καθαρού αυτού αέρα βρίσκεται μέσα σε κάθε άνθρωπο και αποτελεί την ψυχή του. Προκύπτει λοιπόν πως, αφού ο αέρας είναι ζωή και κατά συνέπεια «θείος», ο κάθε άνθρωπος αποτελεί μέρος του «θείου».

Πυθαγόρας ο Σάμιος (~585- ~500 π.Χ.) Εγκατέλειψε την πατρίδα του περί το 530 π.Χ. και μετέβη στον Κρότονα όπου ίδρυσε μια κοινότητα συντρόφων και μαθητών του, τους πυθαγορείους (διατήρησαν τον μύθο του) Για τους πυθαγόρειους το σύνολο του Σύμπαντος είναι έμψυχο, η ψυχή είναι αθάνατη και μάλιστα δέχονται την μετενσάρκωση ως μια προσπάθεια της ψυχής να υποστεί σταδιακό εξαγνισμό μέσα από διαδοχικές ζωές (ήταν οι πρώτοι συνειδητοί χορτοφάγοι). Το Σύμπαν περιβάλλεται από μια άπειρη ποσότητα πνοής (Αναξιμένης) που το ζωογονεί ως σύνολο αλλά και καθένα από τα επιμέρους όντα του. Η ανθρώπινη ψυχή είναι αθάνατη ως τμήμα του αθάνατου θείου πνεύματος και με την μετενσάρκωση επιχειρεί την αποκάθαρσή της, σε κάθε επιμέρους βήμα της διαδικασίας αυτής έχει την ουσιαστική βοήθεια της φιλοσοφίας. Το Σύμπαν είναι πεπερασμένο, ενιαίο αλλά με μέρη διακριτά που έχουν μεταξύ τους καθορισμένες σχέσεις και τάξη τις οποίες επιβάλλει κατά κάποιο τρόπο ο «οργανωτής» του σύμπαντος αριθμός (η πρώτη αντιστοίχιση μεταξύ Σύμπαντος και ανθρώπου). Ο Πυθαγόρας πρέπει να είναι ο πρώτος που ανέφερε το Σύμπαν με τον όρο «κόσμος» κάτι δηλαδή που αποτελεί κόσμημα με την τάξη η οποία το διακρίνει και επιπλέον θεώρησε τον άνθρωπο μικρογραφία αυτού του κόσμου. Η πραγματική τάξη του κόσμου αντικατοπτρίζεται στα μαθηματικά και στις όμορφες και χρήσιμες σχέσεις μεταξύ μεγεθών. Ειδικότερα η αρμονία των μαθηματικών βρήκε εφαρμογή από τους πυθαγόρειους στην μουσική και η συνολική τους ιδέα φαίνεται πως ήταν η αυθύπαρκτη υπόσταση του αριθμού ως κυβερνήτη του κόσμου μέσω της αρμονίας που επέβαλλε στα όντα και τις μεταξύ τους σχέσεις.

Ηράκλειτος ο Εφέσιος (540 – 475 π.Χ.) Ήδη από την αρχαιότητα τον ονόμαζαν σκοτεινό και «αινίκτη». Πράγματι, σε κάποια θραύσματα κειμένων του θεωρεί ότι «έν από όλα και όλα από έν» ή ότι «και καλό και κακό». Πιθανότατα ενστερνίστηκε απόψεις προγενέστερων ότι «ένας ο Θεός ο μέγιστος», εννοώντας ότι ο κόσμος είναι ένα σύνολο από τα επιμέρους σώματα που τον αποτελούν. Η άποψή του καταρχήν επικριτική για τον Πυθαγόρα και τους παλαιότερους Μιλήσιους, επειδή προσπαθούσαν να συγκεντρώσουν γνώσεις. Πίστευε πως η απλή πολυμάθεια δεν είναι σε θέση να διδάξει δηλαδή να δώσει νόημα και βάθος στις παρατηρήσεις. Του αποδίδεται ακόμη η ρήση ότι τα μάτια και τα αυτιά μπορεί να είναι κακοί μάρτυρες αν η ψυχή δεν εννοεί. Ο νους είναι εκείνος που βοηθά τον άνθρωπο να βρει τον «λόγο» δηλαδή την αλήθεια που είναι κοινή για όλα τα πράγματα Σε αντίθεση με τον Πυθαγόρα θεωρούσε ότι η αρμονία ισοδυναμεί με θάνατο και ότι το σύμπαν βρίσκεται συνεχώς σε μια ροή (τα πάντα ρει και ουδέν μένει) επειδή η βασική αρχή της φύσης είναι η σύγκρουση (πόλεμος πάντων πατήρ). Για τον Ηράκλειτο κάθε τι ζει από τον θάνατο ενός άλλου και ο ίδιος ο κόσμος είναι μια φωτιά που ανάβει και σβήνει περιοδικά αλλά με μέτρο. Η επανάληψη σε αρκετά θραύσματα της φράσης αυτής σε αρκετούς μεταγενέστερους που τον επικαλούνται, του έχει αποδώσει την ιδέα ότι η βασική αρχή του σύμπαντος είναι η φωτιά. Φαίνεται ωστόσο ότι η θεώρηση αυτή δεν μπορεί να ταξινομηθεί μαζί με τις αντίστοιχες των προηγηθέντων Μιλησίων επειδή κατά τον Ηράκλειτο το σύμπαν φαίνεται να υπήρχε πάντα, στην περίπτωσή του θα λέγαμε ότι η φωτιά έχει την θέση μιας απεικόνισης της τάσης του φυσικού κόσμου για κίνηση και αλλαγή και κατά συνέπεια για ζωή.

Ελεάτες, με πρώτο και προεξάρχοντα τον Παρμενίδη (~540 -450 π.Χ.) Αντίθετοι προς τον Ηράκλειτο, γι αυτούς το αιώνιο σύμπαν είναι άφθαρτο, σταθερό. Η παρατήρηση της φθίνουσας κίνησης των σωμάτων δημιούργησε τη βάση για την θεώρηση της σταθερότητας ως κύριας και επιδιωκόμενης κατάστασης. Πρώτος ο Παρμενίδης θεώρησε το λογικό περιεχόμενο των λέξεων και οδηγήθηκε σε αντίθεση με τις προηγηθείσες μονιστικές αντιλήψεις («είμαι» διάφορο του «γίνομαι»). Παράδοξα των Ελεατών Το βέλος δεν κινείται (δεν έχει κενό μπροστά του) επειδή δεν «υπάρχει κενό» κι ο Αχιλλέας δεν φθάνει ποτέ τη χελώνα (Ζήνων). Ο αισθητός κόσμος συνεπώς είναι παραίσθηση, μόνο ο ΝΟΥΣ μπορεί να κατανοήσει την αλήθεια. Είναι, με τον τρόπο αυτό, οι Ελεάτες οι πρώτοι που σαφώς εγκατέλειψαν την απόπειρα εντοπισμού ενός υλικού σώματος ως αρχής του σύμπαντος και στράφηκαν σε αφηρημένες έννοιες. Η γενικευμένη αντίθεση προς τους Ελεάτες που ακολούθησε, είχε ως αποτέλεσμα την εγκατάλειψη του μονισμού αφού η ύπαρξη ενός και μόνο αρχικού υλικού για το σύμπαν έδινε βάση στις ελεατικές απόψεις.

Εμπεδοκλής ο Ακραγαντίνος ( ~490 - 433 π.Χ.) Είχε σαφή επίδραση από πυθαγόρειους. Πίστευε ότι με τη γνώση ο άνθρωπος μπορεί να κυριαρχήσει στη φύση και με όπλο τη γνώση αυτή θα μπορούσε όχι μόνο τους ανέμους να σταματήσει ή να κατευθύνει αλλά ακόμη και τους νεκρούς να επαναφέρει από τον Άδη. Υπάρχουν τα βασικά ΡΙΖΩΜΑΤΑ (νερό, αήρ, φωτιά, ΓΗ). Υπόθεση σταθερών αναλογιών για κάθε σώμα. Το βέλος των Ελεατών κινείται στο στιγμιαίο κενό του αέρα μπροστά του. Φιλότης και νείκος κινούσες δυνάμεις. Κανονική διάταξη των ριζωμάτων σε ομόκεντρες σφαίρες από τη γη προς τα πάνω (βάση του γεωκεντρικού συστήματος). Πιστεύοντας στην καταρχήν τυχαιότητα των μεταβολών, δεν απέκλειε να είχαν δημιουργηθεί περίεργα όντα στο παρελθόν με μορφή και όργανα εντελώς διάφορα από τα σήμερα ορατά και κατά συνέπεια αφού δεν μπόρεσαν να ικανοποιήσουν με τον παράταιρο τρόπο σχηματισμού τους τις ανάγκες για διατήρησή τους, εξέλειπαν και απέμειναν εκείνα τα οποία γνωρίζουμε και για τα οποία υπάρχει σαφής σχέση οργάνων και στόχων τους (θεωρία εξελικτικής των ειδών). Σ’ αυτόν αποδίδεται και η πρώτη διατύπωση περί της αρχής της αφθαρσίας αφού τίποτε δεν μπορεί να προκύψει από κάτι που δεν υπάρχει ενώ και κάτι που υπάρχει είναι αδύνατο να εξαφανιστεί. Η φαινομενική δημιουργία είναι αποτέλεσμα της αλλαγής της θέσης ή των αναλογιών των 4 βασικών συστατικών του κόσμου.

Αναξαγόρας ο Κλαζομένιος (500 - 428 π.Χ.) Φιλόσοφος που δίδαξε τον Περικλή και τον Ευριπίδη. Με τον Αναξαγόρα πραγματοποιείται μια «στροφή» και πάλι προς την επιστημονική προσέγγιση του κόσμου αν και δεν είναι ξεκάθαρο τι ακριβώς πρέσβευε. Φαίνεται πάντως ότι υιοθέτησε μια ατομιστική φυσική φιλοσοφία, επιπλέον δε είναι ο πρώτος φιλόσοφος στη δυτική παράδοση που κάνει μια ουσιαστική διάκριση μεταξύ του αδρανούς και χαοτικής ύλης αφ' ενός και του νου αφετέρου ως ενεργού αρχής και πηγής της τάξης. Αυτή η άποψη είχε μια σημαντική επιρροή στη φιλοσοφία που ανέπτυξε αργότερα ο Πλάτων, ο οποίος ανέφερε για τις θέσεις του Αναξαγόρα ότι «βεβαιώνει ότι ο ήλιος είναι μια πέτρα και το φεγγάρι είναι γη», «είναι απαραίτητο να υπάρχει αγάπη μεταξύ των ανομοίων» και «είναι ο νους που τακτοποιεί όλα τα πράγματα και είναι η αιτία όλων των πραγμάτων». Αυτό το τελευταίο είναι μια διατύπωση της φιλοσοφικής ανάγκης για την ύπαρξη του θείου, η πρώτη τέτοιου είδους διατύπωση εκτός θεολογικών δογμάτων. Πράγματι, αναφέρεται σε μεταγενέστερες πηγές ότι η πίστη του Αναξαγόρα ήταν πως όλα τα στοιχεία ήταν μεταξύ τους αναμεμειγμένα και παρέμειναν σε κατάσταση ηρεμίας για άπειρο χρόνο, μέχρις ότου ο νους, ο μόνος που ήταν ανεξάρτητος και δεν είχε θέση στο μείγμα αυτό όπως και καμία επίδραση από αυτό, έδωσε την πρωταρχική κίνηση. Αναφέρεται ακόμη πως ο Αναξαγόρας θεώρησε συστατικά του κοσμολογικού του μείγματος όλα τα «στοιχεία» που είχαν προταθεί ως τότε αντικαθιστώντας την ηρακλειτική φωτιά με τον αιθέρα. Η πτώση ενός μετεωρίτη (το 467 ή το 469 π.Χ.) λέγεται ότι επηρέασε σημαντικά τις αντιλήψεις του περί των ουρανίων σωμάτων, για τις οποίες ο Αριστοτέλης αργότερα κατέγραψε ότι «το φεγγάρι παίρνει το φως του από τον ήλιο». Αυτά και άλλα ανεκδοτολογικά στοιχεία (όπως για παράδειγμα η παράδοση ότι ο ήλιος, είναι πύρινος λίθος και με μέγεθος μεγαλύτερο από την Πελοπόννησο) φέρνουν τον Αναξαγόρα στην περιοχή των ακραιφνών υλιστών παρόλες τις διατυπώσεις του περί του νου.

Ατομικοί Λεύκιππος και ο Δημόκριτος. Ο Λεύκιππος θεωρούσε τον εαυτό του ενδιάμεσο μεταξύ των προηγουμένων φιλοσοφικών θεωριών και με τη δημιουργία της θεωρίας του προσπαθεί να βρει κάποιες εφαρμογές της στηριζόμενος σε μια απλοϊκή ενορατικότητα παρά στην προσπάθεια να διαμορφώσει ένα συνολικό σύστημα για τον κόσμο. Ο Δημόκριτος συστηματοποίησε την θεωρία του ατομισμού, της έδωσε βάθος αλλά και συνοχή και δημιούργησε μια χαλαρή αλλά ενιαία κοσμοθεωρία για τον κόσμο όσο και τον άνθρωπο. «το ον υπάρχει τόσο όσο και το μη ον» (αντίθεση στον Παρμενίδη). Η φαινόμενη διαρκής γένεση και φθορά = αναδιάταξη ατόμων, πραγματικών όντων, άφθαρτων και συμπαγών. Οι άπειροι συνδυασμοί των ατόμων δημιουργούν τα διάφορα σώματα των οποίων η εξωτερική μορφή και οι ιδιότητες οφείλονται ακριβώς στο πλήθος, το είδος και τον τρόπο διάταξης των ατόμων που τα αποτελούν. Το χρώμα προφανώς είναι μια βασική ιδιότητα των σωμάτων και, κατά τον Δημόκριτο, οφείλεται στη διάταξη των ατόμων στην επιφάνεια, αφού εκεί θα ανακλάσουν και θα επιστρέψουν στον παρατηρητή το φως. Το φως πάλι, προκύπτει πως θεωρείται σωματιδιακό, αποτελούμενο από μικρότατα τεμάχια που κινούνται ταχύτατα χάρις στο μικρό τους μέγεθος και το σφαιρικό τους σχήμα! Τα λεπτότερα και σφαιρικότερα άτομα, αποτελούν προφανώς και τα τελειότερα και για τον λόγο αυτό θεωρείται ότι αποτελούν τις ψυχές των όντων (απόλυτος υλισμός).

Στην ομάδα των ατομικών φιλοσόφων θα έπρεπε να περιληφθεί και ο αρκετά μεταγενέστερος Επίκουρος (~342 -271 π.Χ.), από τη μεγάλη Ελλάδα. Αυτός όμως επικεντρώθηκε κυρίως στην ηθική φιλοσοφία. Αξίζει να σημειωθούν όμως κάποια σημεία που σχετίζονται με τις ατομιστικές αντιλήψεις. Συγκεκριμένα και βασιζόμενος προφανώς σε εμπειρικές παρατηρήσεις δέχθηκε την κίνηση των ατόμων προς τα κάτω και μάλιστα υπέθεσε ότι στο περιβάλλον κενό, όλα τα άτομα ανεξαρτήτως μεγέθους θα είχαν την ίδια ταχύτητα πτώσης (πρόδρομος του Galilei). Υπέθεσε ακόμη ότι σε κάποια τυχαία σημεία της τροχιάς τους και για τυχαίο χρόνο και διάστημα, μερικά άτομα αποκλίνουν από την προκαθορισμένη τους πορεία και αυτό είναι που δημιουργεί τις απαραίτητες συγκρούσεις για τον σχηματισμό των διαφόρων σωμάτων. Με τον τρόπο αυτό εισήγαγε την έννοια της βούλησης του καθενός ατόμου και με τον συνολικό παραπάνω συλλογισμό απέφυγε το αδυσώπητο και προδιαγεγραμμένο πεπρωμένο. Ο Δημόκριτος φυσικά δεν είχε αντιμετωπίσει το πρόβλημα αυτό επειδή στη δική του θεώρηση ο άπειρος σε έκταση κόσμος με την απόλυτη τυχαιότητα στην κίνηση είχε καταργήσει τις τυπικές έννοιες του «πάνω» και του «κάτω», η κίνηση ήταν εντελώς χαοτική (όπως περίπου, σε πεπερασμένο παράδειγμα η κίνηση Brown). Η επίδραση των επικουρείων στους λατίνους, πέρασε μέσα από το διδακτικό ποίημα του Τίτου Λουκρήτιου Κάρου, De rerum Natura στην λατινική φιλολογία και στη συνέχεια αποτέλεσε την αρχή στην οποία στηρίχθηκαν πολύ μεταγενέστερες απόπειρες ανασύνθεσης μιας σύγχρονης ατομικής θεωρίας.

Πλάτων (429 – 345 π.Χ.). Έχει επηρεαστεί τόσο από τον Ηράκλειτο (τα πάντα ρει) και από τον Παρμενίδη, όσον αφορά τη πραγματικότητα η οποία είναι προσβάσιμη μόνο μέσω του νου. Στον αενάως μεταβαλλόμενο κόσμο δεν να υπάρχει αντικειμενική δυνατότητα κατανόησής του. Υπάρχουν απόλυτα ηθικά πρότυπα (Σωκράτης). Συνεπώς τα αντικείμενα της γνώσης υπάρχουν αλλά δεν μπορούν να ταυτιστούν με τίποτα στον αισθητό κόσμο. Η ύπαρξή τους τοποθετείται σε έναν ιδανικό κόσμο, εκτός τόπου και χρόνου, στον κόσμο των ιδεών, όπου έχουν πραγματική, πλήρη και ανεξάρτητη ύπαρξη. Οι ιδέες αυτές δεν περιορίζονται στις ηθικές και γνωστικές έννοιες αλλά περιλαμβάνουν και όλα τα φυσικά είδη. Συμφωνεί με τους πυθαγορείους στην αθανασία της ψυχής και τη μετεμψύχωση και δέχεται την επιστημονική έρευνα ως μέσον ώστε η ψυχή, φυλακισμένη μέσα στο σώμα, να «θυμηθεί» τη γνώση που είχε και μέσω της φιλοσοφίας να αναχθεί και πάλι στον άφθαρτο κόσμο των ιδεών. Πόσο «πλατωνικοί» είμαστε οι σύγχρονοι επιστήμονες; Θεωρητικά καθόλου. Ωστόσο οι φυσικοί νόμοι συνήθως αντιμετωπίζονται σαν να είχαν ύπαρξη ανεξάρτητη από τα φαινόμενα στα οποία εκδηλώνονται. Η πρώτη απάντηση του επιστήμονα είναι ότι οι νόμοι αυτοί αποτελούν απλές προσεγγίσεις της αλήθειας και μόνο, ωστόσο η οικοδόμηση των επιστημονικών θεωριών πάνω σε πειραματικά δεδομένα που επαληθεύουν συνεχώς μια συγκεκριμένη αλήθεια αποδεικνύουν ότι στο βάθος του μυαλού του επιστήμονα (τουλάχιστον ενός συμβατικού επιστήμονα ή ενός που ζει σε μια περίοδο σταθερότητας στις επιστημονικές θεωρίες) η αλήθεια αυτή είναι αιώνια και αμετάβλητη.

Αριστοτέλης (384 – 322 π.Χ.) Με τον Αριστοτέλη συμπληρώνεται η αρχαιοελληνική αντίληψη περί του κόσμου, οργανώνεται σε ένα συγκροτημένο σύνολο και μαζί με την θεμελίωση της λογικής, δημιουργείται ένα συμπαγές σώμα γνώσης το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη συνέχεια ως «Όργανον». Πρόκειται δηλαδή για τη δημιουργία ενός παγκόσμιου τρόπου λογικής ανάλυσης μέσω του οποίου μπορεί να αποκτηθεί όλη η δυνατή γνώση για τη φυσική πραγματικότητα. Στο Όργανον περιλαμβάνονται (μάλλον μετά από σχετική πρόταση του Ανδρόνικου του Ρόδιου περί το 40 π.Χ.) τα βιβλία «Περί ερμηνείας», «Κατηγορίαι», «Αναλυτικά πρότερα», «Αναλυτικά ύστερα» και «Τοπικοί και Σοφιστικοί Έλεγχοι». Το σύνολο των βιβλίων του που έχει τον γενικό τίτλο «τα Φυσικά» δεν εμπίπτει στο Όργανον αλλά συμβάλλει στην παραπάνω παγκόσμια μεθοδολογία. Σ’ αυτό συγκεντρώνεται το απόσταγμα θα λέγαμε των μέχρι τότε αντιλήψεων και ο κόσμος φαίνεται να μπαίνει σε ένα πλαίσιο καθορισμένο, από το οποίο δεν φαίνεται δυνατόν να διαφύγει. Ο Αριστοτέλης ήταν βέβαια κατά βάσιν πλατωνικός αφού σπούδασε στην Ακαδημία για είκοσι χρόνια και στη συνέχεια επιτέλεσε το βασικό καθήκον του πλατωνικού, δηλαδή να εκπαιδεύσει στις αρχές της φιλοσοφίας έναν κυβερνήτη (τον νεαρό Αλέξανδρο). Επέστρεψε στην Αθήνα και ίδρυσε τη δική του σχολή στην περιοχή που ήταν γνωστή ως Λύκειον. Στη σχολή αυτή όπως αναφέρει ο Στράβων, από τις προσπάθειες του ίδιου του Αριστοτέλη και των μαθητών του δημιουργήθηκε ίσως η πρώτη βιβλιοθήκη, ως παρακαταθήκη της υπάρχουσας γνώσης. Η καταγραφή παρατηρήσεων στη σχολή του Αριστοτέλη είναι όντως εκπληκτική όσον αφορά την έκταση και το εύρος της.

Ο Αριστοτέλης αντιδρούσε έντονα στην αντίληψη ότι ο αισθητός κόσμος δεν είναι πραγματικός και φαίνεται πως θεωρούσε τη φιλοσοφία ως το κύριο εργαλείο για την ερμηνεία του και μάλιστα είναι αυτός που αρχικά διατύπωσε την θέση πως το βασικό ερώτημα της φιλοσοφίας είναι όχι το «γιατί» αλλά το «πως». Ακόμη θεωρούσε ότι όλα στον κόσμο έχουν ένα «τέλος» έναν τελικό σκοπό για τον οποίο υπάρχουν και προς τον οποίο τείνουν. Η κίνηση θεωρείται πως είναι η μετάβαση της ύλης σε συγκεκριμένη μορφή και διακρίνεται σε τέσσερα είδη, κίνηση που επιδρά στην ύλη ενός σώματος, κίνηση που μεταβάλλει την ποιότητα, κίνηση που μεταβάλλει την ποσότητα και κίνηση που μεταβάλλει την θέση ενός σώματος, η οποία είναι και η πλέον σημαντική. Όπως είχε γίνει φανερό από τους προηγούμενους στοχαστές η κίνηση είναι συνυφασμένη με τον χώρο. Για τον Αριστοτέλη ο κενός χώρος δεν έχει έννοια. Ως χώρος ορίζεται το όριο του σώματος προς το μέσον που το περιβάλλει, η διεπιφάνεια μεταξύ σώματος και μέσου θα λέγαμε στη σύγχρονη ορολογία. Ο χρόνος αντίστοιχα προσδιορίζεται ως μέτρο της κίνησης όσον αφορά το προγενέστερο και το μεταγενέστερο και κατά συνέπεια ένας κόσμος χωρίς μεταβολή θα ήταν αχρονικός, όπως επίσης και ένας κόσμος χωρίς τον νου που θα μετρούσε τον χρόνο. Ο Αριστοτέλης δημιούργησε μια αυστηρή ιεραρχική κλίμακα στον κόσμο όπου την βάση κατέχουν τα απλά ανόργανα σώματα και στη συνέχεια διαδοχικά οι ζώντες οργανισμοί κατ’ αύξουσα πολυπλοκότητα και οργάνωση με τον άνθρωπο να κατέχει την κορυφή.

Η δομή του Αριστοτελικού κόσμου είναι κι αυτή ιεραρχική σε επάλληλες σφαίρες τις οποίες καταλαμβάνουν τα βασικά συστατικά του και είναι κατά σειράν η γη, το νερό, ο αέρας και η φωτιά. Οι σφαίρες αυτές φυσικά έχουν ως κοινό κέντρο το κέντρο της γης και εκτείνονται ως το σημείο όπου θεωρητικά εκτείνεται η βιόσφαιρα, σύμφωνα με την τρέχουσα ορολογία, ή με την αριστοτελική αντίληψη μέχρι τη σφαίρα που περιλαμβάνει τη σελήνη και τα υπόλοιπα ουράνια σώματα. Πιθανότατα η παρατήρηση της γενικώς κυκλικής τροχιάς των αστεριών και της γενικώς ευθύγραμμης των σωμάτων στη γη, έδωσαν στον Αριστοτέλη το έναυσμα για να υποθέσει ότι στην ουράνια σφαίρα βρίσκεται ένα πέμπτο στοιχείο, το θεϊκό (η πεμπτουσία, μεταφρασμένο στα λατινικά ως quinta essentia, quintessence) το οποίο και ευθύνεται για τη διαφοροποίηση αυτή στη φαινόμενη συμπεριφορά των σωμάτων. Η κίνηση και η μεταβολή εξηγείται πολύ απλά με την τυχαία λανθασμένη θέση που κατέχει μια ποσότητα ενός στοιχείου στον παραπάνω ιεραρχημένο κόσμο καθώς και με την αυθόρμητη τάση του να επανέλθει στην ορθή του θέση. Μήπως και σήμερα δεν «φαίνεται» ότι ο κεραυνός είναι μια γλώσσα φωτιάς που «σκίζει» τον ουρανό;

Σύνοψη των αντιλήψεων των αρχαίων Ελλήνων φιλοσόφων για τη Φύση.

Η σύγχρονη φιλοσοφία για την ύλη και για την κατανόησή της Ξεκινάει με την Αναγέννηση (επανα-ανακάλυψη των αρχαίων ελληνικών κειμένων) και έχει χαρακτήρα αντίθεσης προς την παπική εξουσία (Αριστοτέλης – Γαληνός) και την τρέχουσα φιλοσοφική τάση που είναι ο γνωστός σχολαστικισμός. Συχνά «αποκρύπτονται» οι αρχαίες πηγές και τα συμπεράσματα και οι προτάσεις «εμφανίζονται» ως νέα. Διακρίνονται αρχικά δύο γενικά ρεύματα, τα οποία στην σύγχρονη εποχή απέκτησαν «παρακλάδια» με έννοια ελάχιστα ή περίπλοκα διαφοροποιημένη από την αρχική. Θετικισμός (positivism) και Εμπειρισμός (empiricism) Ενδεικτικά αναφέρονται οι κύριοι εκπρόσωποι του θετικισιμού, René Descartes (1596–1650) και Gottfried Leibniz (1646–1716) και του εμπειρισμού, Jοhn Lοcke (1632-1704), Geοrge Berkeley (1684 1753) και David Hume (1711-1776) Descartes. Απορρίπτει ότι δεν έχει αναμφίβολη ερμηνεία. Αντιλαμβάνεται την ύπαρξή του και αμέσως μετά του Θεού. Σκέπτομαι, άρα υπάρχω. Ένα μηχανιστικό μοντέλο του κόσμου θα βοηθούσε στην θεμελίωση των βασικών αρχών και αξιωμάτων που διέπουν τα φαινόμενα. Η γεωμετρία ήταν το μόνο αξιόπιστο «εργαλείο». Την διεύρυνε εισάγοντας τις αλγεβρικές μορφές σ’ αυτήν.

Leibniz. Πολυγραφότατος αλλά «σκόρπιος», πουθενά δεν υπάρχει συγκεντρωμένη μια φιλοσοφική του τάση. Όλα συνάγονται από τις επιστολές του και από θραύσματα των άλλων έργων του. Παμψυχισμός, ύπαρξη των μονάδων (αυτόνομες, αυθύπαρκτες, προβολή του συνόλου του κόσμου). Κεντρική μονάδα ο Θεός. Η αρμονία του κόσμου δείχνει την ύπαρξή του. Η πρόταση «ο Leibniz θα πεθάνει το 1716» είναι αληθής ήδη από το 1700 αφού η μονάδα που του αντιστοιχεί ακριβώς αυτό θα πάθει. Locke. Άρνηση της αφηρημένης δογματικής σκέψης. Ο νους είναι άγραφη πλάκα (Αριστοτέλης, Ibn Sina κλπ). Οι εμπειρίες καταγράφονται συνεχώς. Η σκέψη προκύπτει από το σύνολο των αισθητικών και νοητικών εμπειριών. Δεν γνωρίζουμε τίποτε για τις ίδιες τις ουσίες εκτός απ' τις ιδιότητές τους και αυτές μόνον από τα δεδομένα των αισθήσεων. Οι λέξεις δεν αποτελούν εικόνες των πραγμάτων, αλλά αυθαίρετο τρόπο συμβολισμού ορισμένων ιδεών Berkeley. Ο υλισμός του Locke τον θορύβησε αλλά δεν απορρίπτει τον εμπειρισμό. Προτείνει όμως την ύπαρξη του νου ως μέσου κατανόησης των αισθήσεων. Η υπέρτατη αιτία ύπαρξης εμπειριών αλλά και του νου είναι ο Θεός. Αυτός έδωσε όχι την ύπαρξη του δέντρου αλλά την ικανότητα στον άνθρωπο να αντιληφθεί το δέντρο. Ο Lοcke από τα φαινόμενα συμπεραίνει την ύπαρξη αντικειμενικότητας στην ύλη, ενώ ο Berkeley την αντικειμενικότητα του ανθρώπινου πνεύματος Hume. Άρνηση αντικειμενικότητας του νου. Το πραγματικό είναι απλά και μόνον μια ακολουθία εντυπώσεων και σκέψεων. Η αρχή της αιτιότητας είναι θέμα ενστικτώδους πεποίθησης και όχι θεμελιώδες αξίωμα. Οι αρχές στις οποίες πιστεύουμε δεν είναι παρά το αποτέλεσμα ορισμένων συνηθειών, οι οποίες με τη σειρά τους έχουν λάβει υπόσταση ως αποτέλεσμα της συγκέντρωσης εμπειριών.

Ο σύγχρονος εμπειρισμός διατυπώνεται {Jοhn Stuart Μill (1806-1873) και Herbert Spencer (1820-1903)} με την αρχή ότι τα μαθηματικά και η μαθηματική λογική είναι οι ανώτατες γενικεύσεις της εμπειρίας, οι νόμοι της πραγματικότητας και της λογικής σκέψης, σε αφηρημένη και συμβολική μορφή. Έτσι περιέχουν τους φυσικούς νόμους, που δεν είναι παρά επαγωγικά συμπεράσματα και ως τέτοια μπορούν ν' αναιρεθούν από νεότερες εμπειρίες. Ο νεοθετικισμός (ή λογικός εμπειρισμός, logic positivism) αναπτύχθηκε στις αρχές του 20ου αιώνα κυρίως στον «κύκλο της Βιένης», με κύριο εκφραστή τον Mοritz Schlick (1882-1936) αλλά και τους Rudοlf Carnap (1891-1970), Hans Reichenbach (1891-1953), Otto Neurath (1882– 1945). Όλα τα μαθηματικά μπορούν να θεμελιωθούν στην Λογική, ενώ τα λογικά αξιώματα είναι κοινά σε όλες τις μαθηματικές θεωρίες. Η λογική και τα μαθηματικά όμως, δεν περιέχουν γενικούς φυσικούς νόμους, αλλά καθολικούς τρόπους σκέψης γιατί μόνον έτσι μπορεί να θεμελιωθεί πάνω τους η εμπειρία. Η έλλειψη αντίφασης αποφεύγεται με την αυστηρή σύνταξη των προτάσεων, τη σημασιολογική εξέτασή τους και τον καθορισμό των πλαισίων της θεωρίας. Η επιστήμη αποτελείται από ένα ιεραρχημένο σύνολο επιστημονικών θεωριών. Η επιστημονική θεωρία είναι ένα αξιωματικό σύστημα που επιδέχεται μερική ερμηνεία και αποτελείται από α) λογικά αξιώματα και σταθερές, θεωρητικούς όρους και σχέσεις, περιγραφικούς (μη λογικούς) όρους και β) κανόνες αντιστοίχησης που συνδέουν ορισμένους περιγραφικούς όρους με τα εμπειρικά δεδομένα.

Η επιστήμη, σύμφωνα με την επικρατούσα άποψη των νεοθετικιστών, εμφανίζεται ως μια επαγωγική διαδικασία. Οι πρώτες επιστημονικές διαπιστώσεις ήταν απλές εμπειρικές γενικεύσεις, που στηρίζονταν στην αισθητηριακή αντίληψη και χρησιμοποιούσαν μια καθαρή γλώσσα παρατηρήσεων. Η γνώση λοιπόν «επάγεται» από την εμπειρία με τον τρόπο που περιέγραψε ο Bacon. Η επιστήμη αναπτύσσεται με την εγκαθίδρυση επαληθευμένων (επικυρωμένων) θεωριών. Η μετάβαση από μια επικυρωμένη θεωρία σε μια άλλη γίνεται με τη θεωρία της αναγωγής κατά την οποία η παλιότερη θεωρία ενσωματώνεται στο ευρύτερο φάσμα της νέας της οποίας αποτελεί ειδική περίπτωση. Υπάρχουν δυο τύποι αναγωγής, η ομογενής και η ετερογενής. Η αναγωγή είναι ομογενής όταν οι δυο θεωρίες χρησιμοποιούν τους ίδιους περιγραφικούς όρους, όπως για παράδειγμα, η ενσωμάτωση των εμπειρικών νόμων του Galilei για την κίνηση σε κεκλιμένο επίπεδο στη θεωρία της βαρύτητας του Newton. Αντίθετα, η αναγωγή είναι ετερογενής όταν οι δυο θεωρίες χρησιμοποιούν διαφορετικό λεξιλόγιο οπότε, προκειμένου να γίνει αντικειμενική σύγκρισή τους, θα πρέπει να μεταφραστούν οι όροι της μιας σε όρους της άλλης. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η αναγωγή της θερμοδυναμικής στην κινητική θεωρία των αερίων. Ο όρος της θερμοκρασίας στη θερμοδυναμική θεωρία μεταφράζεται σε μέση κινητική ενέργεια των μορίων στην κινητική θεωρία.

Θεωρίες επιστημονικής προόδου (εποικοδομητισμός) Αναπτύχθηκαν ως αντίποδας του νεοθετικισμού, ο οποίος ενοχλεί με την αυστηρότητα των ορισμών του και την απολυτότητα στην χρήση της γλώσσας και της μαθηματικής λογικής. Κύριοι εκπρόσωποι οι Karl Raimund Popper (1902-1994), Thomas Kuhn (1922-1996), ο Imre Lakatos (Avrum Lipschitz, 1922-1974) και Larry Laudan (1941-). Ο Popper αρχικά θεωρεί την παραγωγική διαδικασία ως διαδικασία εξέλιξης της επιστήμης. Η επιστημονική θεωρία προτείνεται και ελέγχεται μέσω των πειραμάτων. Μια τυπικά σωστή επιστήμη πρέπει να περιέχει την δυνατότητα ελέγχου της αληθείας της μέσω της διαδικασίας της εμπειρικής διαψευσιμότητας (empirical falsification). Η κάθε νέα θεωρία απλώς προσεγγίζει την πραγματικότητα περισσότερο από την προκάτοχό της, δεν είναι κατ’ ανάγκην ορθότερη. PS 1  TT 1  EE 1  PS 2 Έτσι, μια θεωρία δεν αποδεικνύεται ποτέ ότι ισχύει, απλώς δεν διαψεύδεται.

Ο Kuhn βλέπει την εξέλιξη της επιστήμης ως μια διαδικασία ασυνεχή που προχωρεί μέσω επαναστατικών σταδίων. Η τρέχουσα κατάσταση περιγράφεται από ένα επιστημονικό παράδειγμα. Για μια περίοδο «κανονικής επιστήμης» οι παρατηρήσεις που συγκεντρώνονται συνήθως ενισχύουν την θέση του παραδείγματος (απόρριψη των «εσφαλμένων» δεδομένων). Κατά την επαναστατική περίοδο, ο όγκος των παράδοξων δεδομένων σχηματοποιείται σε ένα νέο παράδειγμα το οποίο και πάλι υφίσταται την παραπάνω διαδικασία. Μπορεί να υπάρχουν παράλληλα παραδείγματα και η χρήση του καθενός από επιστήμονες ανάγεται και στην τυχαιότητα. Για να υπάρξει ικανοποιητικό νέο παράδειγμα, η επιλογή του μεταξύ των πιθανών πρέπει να υπακούει στα εξής κριτήρια: Ακριβές (εμπειρικώς ικανοποιητικό με πειραματικές διαδικασίες και παρατηρήσεις ) Συνεπές τόσο εσωτερικά όσο και εξωτερικά, δηλαδή με τις λοιπές θεωρίες. Ευρύ Απλό (ξυράφι του Occam) Αποδοτικό (να προβλέπει νέα φαινόμενα και να δίνει δυνατότητα για νέες συσχετίσεις) Ο ίδιος δεν θεωρεί τα κριτήρια αυτά αντικειμενικά αλλά μια αρχική βάση για την διερεύνηση της αλήθειας των επιστημονικών παραδειγμάτων. Για τον Popper η γνώση είναι αντικειμενική, τόσο επειδή είναι αληθής όσο και επειδή έχει οντολογική υπόσταση ανεξαρτήτως του υποκειμένου που την κατέχει. Η γνώση που κατέχεται από ένα οποιοδήποτε συγκεκριμένο νου οφείλει τόσα στη συνολικά συγκεντρωμένη παρακαταθήκη γνώσεων του ανθρώπινου είδους όσα περίπου και στον κόσμο της προσωπικής εμπειρίας του φορέα της.

Ο Imre Lakatos θεωρεί ότι η επιστημολογία του είναι μια βελτίωση της μεθοδολογίας της διαψευσιμότητας του Popper, αφού καταρχήν συμφωνεί ως προς το πρόβλημα του διαχωρισμού μεταξύ επιστήμης και μη επιστήμης. Όσον αφορά όμως τη διαψευσιμότητα των θεωριών δέχεται τον ισχυρισμό του Kuhn ότι όλες οι θεωρίες ζουν σ’ έναν ωκεανό ανωμαλιών και επομένως, δεν απορρίπτονται εύκολα ακόμη και με την αποκάλυψη αρνητικών ενδείξεων. Τα βασικά προβλήματα της επιστημολογίας μπορούν να λυθούν με τη μεθοδολογία των ερευνητικών προγραμμάτων. Κάθε ερευνητικό πρόγραμμα αποτελείται από δυο μεθοδολογικούς κανόνες, μια αρνητική ευρετική μέθοδο και μια θετική ευρετική μέθοδο. Η προστασία του σκληρού πυρήνα ενός ερευνητικού προγράμματος είναι καθήκον της αρνητικής ευρετικής μεθόδου, που εξασφαλίζεται μέσω μιας προστατευτικής ζώνης βοηθητικών υποθέσεων, με τις οποίες αφομοιώνονται οι τυχούσες ανωμαλίες. Τη διατύπωση και ανάπτυξη των υποθέσεων αυτών αναλαμβάνει η θετική ευρετική μέθοδος. Τα ερευνητικά προγράμματα πως είναι είτε «προοδευτικά» ή «εκφυλισμένα». Ένα προοδευτικό πρόγραμμα, χρησιμοποιεί με επιτυχία την θετική ευρετική μέθοδό του για να κάνει προβλέψεις νέων φαινομένων και να δώσει κάποιες εκ των προτέρων εξηγήσεις. Κατά συνέπεια επιβάλλεται η διερεύνηση των διάφορων ερευνητικών προγραμμάτων σε ένα βάθος χρόνου και με τη χρήση μεγάλου εύρους πειραματικών δεδομένων ώστε να προκύψει τελικώς ο χαρακτηρισμός κάποιου από αυτά ως προοδευτικού και κατά συνέπεια η αναγόρευσή του στην επίσημη επικρατούσα επιστημονική θεωρία. Συνεπώς, η επιστημονική επανάσταση του Kuhn δεν είναι τίποτε άλλο από τη διαδοχή ενός παλαιότερου από ένα νεότερο επιστημονικό πρόγραμμα με βάση την προηγούμενη διαδικασία της «ορθολογικής προόδου».

Ο Larry Laudan ανέπτυξε μια νέα θεωρία για την επιστημονική πρόοδο και ορθολογικότητα, ορίζοντας την επιστήμη ως μιας δραστηριότητας επίλυσης προβλημάτων. Η βασική μονάδα για την κατανόηση και την ανάλυση της επιστημονικής προόδου είναι ένα γενικότερο σύστημα από επιστημονικές θεωρίες και μεθοδολογίες που έχουν εσωτερική συνοχή, μια ερευνητική παράδοση, και που έχει γενικά τα εξής χαρακτηριστικά: 1. Περιλαμβάνει ένα πλήθος ειδικών θεωριών, που αποτελούν τα παραδείγματά της και συγκροτούν τα μέρη της: κάποιες από αυτές τις θεωρίες θα είναι σύγχρονές της κι άλλες θα είναι χρονικοί διάδοχοι προγενεστέρων θεωριών. 2. Παρουσιάζει ορισμένες «μεταφυσικές» και «μεθοδολογικές» δεσμεύσεις, οι οποίες, σαν σύνολο, εξατομικεύουν την ερευνητική παράδοση και τη διακρίνουν από άλλες. 3. Αντίθετα με μια ειδική θεωρία περνά από ένα πλήθος διαφορετικών, λεπτομερών (και συχνά αμοιβαία αντιφατικών) διατυπώσεων και γενικώς έχει μια μακρά ιστορία, που επεκτείνεται σε μια σημαντική χρονική περίοδο. Σε αντιπαραβολή, οι θεωρίες συχνά είναι βραχύβιες. Αντίθετα με τον Kuhn και τον Lakatos, ο Laudan δέχεται ότι αντίθετες ερευνητικές παραδόσεις μπορούν να συνυπάρχουν για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα και να περιλαμβάνουν ασυμβίβαστες θεωρίες. Έτσι, προκύπτει η δυνατότητα ορθολογικής σύγκρισης δυο αντιθέτων επιστημονικών παραδόσεων και επομένως, η διατύπωση μιας αντικειμενικής θεωρίας της ορθολογικής προόδου. Επιπλέον ένας επιστήμονας μπορεί να επιδιώκει να ακολουθήσει μια ερευνητική κατεύθυνση, που να μην είναι η επιτυχέστερη εκείνη τη χρονική στιγμή. Ορθολογικό όμως θα ήταν να ακολουθήσει μια ερευνητική παράδοση αν ο ρυθμός της αποτελεσματικότητάς της στην επίλυση προβλημάτων είναι μεγαλύτερος των αντιπάλων ερευνητικών παραδόσεων.

Προφανώς οποιοσδήποτε μπορεί να θεωρήσει ότι υπάρχουν άμεσες συσχετίσεις μεταξύ των γενικών φιλοσοφικών ρευμάτων και των επιστημολογικών αντιλήψεων που περιγράφηκαν σε συντομία προηγουμένως, ειδικά στα πλαίσια μιας προσέγγισης μέσω αυτών της επιστήμης. Πολλοί έχουν προσπαθήσει να δώσουν τέτοιου τύπου συσχετίσεις, οι πιο γενικές και αποδεκτές από τις οποίες μπορούν να περιγραφούν ως εξής: Θετικισμός → Επαγωγική μέθοδος Ρεαλισμός → Παραγωγική μέθοδος Πραγματισμός → Συμβατική μέθοδος

Οι τρέχουσες επιστημονικές θεωρίες για τον κόσμο Υπάρχουν θεωρίες για τον μακρόκοσμο και τον μικρόκοσμο. Αποδείχθηκε κατά τον 20ο αιώνα ότι δεν μπορεί να είναι μία και μοναδική θεωρία. Οι τρέχουσες θεωρίες είναι για μεν τον μακρόκοσμο η θεωρία της σχετικότητας, για τον μικρόκοσμο η κβαντική θεωρία. Αυτές αντικατέστησαν παλιότερες, κλασικές θεωρίες. Απ’ αυτές θα αναφέρουμε τη μηχανική του Newton και η θεωρία του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου του Maxwell. Κλασική μηχανική - Philosophiae Naturalis Pricipia Mathematica (1687). Πρώτος νόμος. Υπάρχει ένα σύνολο από αδρανειακά συστήματα αναφοράς, ως προς τα οποία όλα τα σώματα (θεωρούμενα ως υλικά σημεία) στα οποία δεν ενεργεί καμία καθαρή δύναμη, θα κινούνται χωρίς μεταβολή στην ταχύτητά τους. Δεύτερος νόμος. Παρατηρούμενο από ένα αδρανειακό σύστημα αναφοράς ένα σώμα μεταβάλλει τη γραμμική ορμή του ως προς τον χρόνο ανάλογα προς τη δύναμη που δρα επάνω του. Τρίτος νόμος. Η επίδραση μιας δύναμης από ένα σώμα Α σε ένα άλλο Β, συνεπάγεται την ταυτόχρονη επίδραση μιας δύναμης από το Β προς το Α, ίσης σε μέγεθος και εφαρμοζόμενης στην αντίθετη ακριβώς κατεύθυνση. Κόσμος ντετερμινιστικός, χώρος Ευκλείδιος, χρόνος άπειρος. Με γνωστή την κατάσταση του συστήματος για συγκεκριμένη χρονική στιγμή, προβολή στο μέλλον και στο παρελθόν της θέσης και της τιμής που περιγράφουν την κατάσταση στην χρονική εκείνη στιγμή.

Θεωρία ηλεκτρομαγνητικού πεδίου - On Physical Lines of Force (1861), A Dynamical Theory of the Electromagnetic Field (1865) νόμος ολικού ρεύματος ορισμός μαγνητικού δυναμικού νόμος κυκλώματος Ampère Δύναμη Lorentz εξίσωση ηλεκτρικής ελαστικότητας νόμος του Ohm νόμος του Gauss εξίσωση συνέχειας του φορτίου Ε και Β το ηλεκτρικό και μαγνητικό πεδίο, J η πυκνότητα φορτίου και ακόμη, D= εΕ και Η= Β/μ. Πεδίο = θεμελιώδης ιδιότητα του χώρου, μεταφέρει μηνύματα για την κίνηση των σημειακών φορτίων σ’ αυτόν. Απέδειξε την ηλεκτρομαγνητική φύση του φωτός πριν από την πειραματική απόδειξη του Hertz (1887). Στα πλαίσια της ειδικής θεωρίας της σχετικότητας η ενοποίηση ηλεκτρισμού και μαγνητισμού αποδείχθηκε ότι προκύπτει από την ενοποίηση του χρόνου και του χώρου.

Θεωρία σχετικότητας. Ειδική και Γενική. Ειδική θεωρία σχετικότητας - δομή του χωροχρόνου. On the Electrodynamics of Moving Bodies (1905) Ταχύτητα του φωτός αμετάβλητη ως προς οποιοδήποτε σύστημα αναφοράς. Χρήση του μετασχηματισμού Lorentz για τη μεταβολή μήκους και χρόνο όταν η ταχύτητα κίνησης προσεγγίζει την ταχύτητα του φωτός. Γενική θεωρία σχετικότητας – αντικατάσταση της βαρυτικής θεωρίας του Newton - καμπύλωση χωροχρόνου. Relativity: The Special and General Theory (1916) Πειραματική επιβεβαίωση κατά την έκλειψη του 1919. Οι θέσεις των άστρων που κάλυπτε το φως του ήλιου εμφανίστηκαν στις διαφοροποιημένες θέσεις από τις γνωστές, όπως προέβλεπε η θεωρία της σχετικότητας. Sir Arthur Stanely Eddington (1882-1944), νήσοι Principe.

Η κβαντική θεωρία και η θεωρία των «κρυφών» μεταβλητών (hidden variables) Με την βασική της θεώρηση περί πιθανοκρατίας κατά τις μετρήσεις στα υποατομικά σωματίδια, καθώς και με την διατύπωση της αρχής της απροσδιοριστίας, η κβαντική θεωρία, παρόλο που μαθηματικώς λύνει τα προβλήματα της παρατήρησης και καταγραφής του μικρόκοσμου, έρχεται σε αντίθεση με την κοινή και την κλασική φυσική λογική, όπου η ενέργεια είναι μέγεθος συνεχές και όχι κβαντισμένο ενώ η κίνηση των σωμάτων περιγράφεται από συγκεκριμένη τροχιά, σε κάθε σημείο της οποίας είναι γνωστά όλα τα μεγέθη που σχετίζονται με την συγκεκριμένη κίνηση, δηλαδή τόσο η ακριβής θέση στον χώρο, όσο και η ταχύτητα κίνησης του σώματος. Κύριος αντίπαλος της «ορθόδοξης κβαντομηχανικής» ήταν ο Einstein επειδή δεν πίστευε στην τυχαιότητα στην φύση. Κατά την άποψή του, η κβαντική θεωρία είναι ατελής και υπάρχουν κάποιες «κρυφές» μεταβλητές, που δεν έχουν προσδιοριστεί ακόμη, οι οποίες είναι υπεύθυνες για την φαινομενική τυχαιότητα των μετρήσεων. Και άλλοι συντάχθηκαν με την θέση του Einstein και κυρίως ο Planck παρόλο που η δική του δουλειά έδωσε τις βάσεις της κβαντικής διατύπωσης. Ένας άλλος σημαντικός εκπρόσωπος της αντίθετης προς την «Κοπεγχάγη» αντίληψης ήταν ο Lοuis Victοr de Brοglie παρόλο που αυτός διατύπωσε σε τελική μορφή την αρχή της διττής φύσης του ηλεκτρονίου (υλοκυματική εξίσωση). Οι αντίθετοι προς την σχολή της Κοπεγχάγης διατύπωσαν κατά καιρούς κάποια «νοητικά πειράματα» με σκοπό να καταδείξουν την αδυναμία της θεωρίας και κατά συνέπεια την ύπαρξη της ιδανικής θεωρίας την οποία μπορούμε σταδιακά να προσεγγίσουμε, μέσω της ανακάλυψης των κρυφών μεταβλητών.

Το «πείραμα EPR» (Phys. Rev., 47, 777, 1935) Το 1935, οι Einstein, Podolsky and Rosen σε ένα άρθρο τους προσπαθούν να παρουσιάσουν ένα υποθετικό πείραμα και ισχυρίζονται ότι εφόσον το αποτέλεσμα της μέτρησης που θα πραγματοποιηθεί είναι γνωστό εκ των προτέρων, πρέπει να υπάρχει κάτι στον πραγματικό κόσμο, ένα «στοιχείο πραγματικότητας» που προσδιορίζει το αποτέλεσμα της μέτρησης. Αξιώνουν επίσης τα στοιχεία αυτά να είναι τοπικά (local) με την έννοια ότι σχετίζονται με ορισμένο σημείο του χωροχρονικού συνεχούς και επηρεάζονται μόνο από γεγονότα που βρίσκονται εντός του «κώνου φωτός» αυτού του σημείου του χωροχρόνου. Το πείραμα EPR αποτελεί ένα κβαντικό παράδοξο, επειδή βασίζεται στην πρόβλεψη από την κβαντομηχανική των μετρήσεων που πραγματοποιούνται σε δύο απομακρυσμένα τμήματα ενός κβαντικού συστήματος, τα οποία όμως εμφανίζονται να έχουν άμεση επικοινωνία μεταξύ τους. Μια απλοποιημένη εκδοχή του πειράματος αυτού είναι η ακόλουθη: Υπάρχει μια πηγή που εκπέμπει ζεύγη ηλεκτρονίων προς διαμετρικά αντίθετες κατευθύνσεις σε δύο σημεία καταγραφής Α και Β (στο κείμενο, οι στόχοι ονομάζονται με τυπικά ανθρώπινα ονόματα ως Alice και Bob αντίστοιχα). Μπορούμε να ρυθμίσουμε την συσκευή μας ώστε κάθε ζεύγος ηλεκτρονίων να περιγράφεται από μια κατάσταση με πολλαπλότητα σπιν ίση με ένα, δηλαδή η κατάσταση του συστήματός μας να είναι απλή. Αυτό μπορεί να θεωρηθεί ως η επαλληλία δύο επιμέρους καταστάσεων, της Ι (με το ηλεκτρόνιο που κατευθύνεται στο Α να έχει σπιν +1/2 ως προς τον άξονα z ενώ το άλλο θα έχει σπιν -1/2 ως προς τον ίδιο άξονα) και της ΙΙ με τα αντίθετα σπιν στα δύο ηλεκτρόνια. Προφανώς δεν είναι δυνατόν να σχετισθεί το ένα ηλεκτρόνιο με μια καθορισμένη κατάσταση σπιν και τα ηλεκτρόνια λέγεται ότι είναι «μπερδεμένα» ή «εμπλεκόμενα» (entagled).

Οι δύο παρατηρητές μπορούν να πραγματοποιήσουν μετρήσεις του σπιν των ηλεκτρονίων που δέχονται. Έστω λοιπόν ότι τώρα στο Α η μέτρηση δείχνει σπιν +1/2. Αυτό σημαίνει ότι η κυματική συνάρτηση του κβαντικού συστήματος καταρρέει και καταλήγει να γίνει η Ι. Αν την ίδια στιγμή γίνει καταγραφή και στο σημείο Β, τότε εκεί προφανώς το αποτέλεσμα της μέτρησης, με πιθανότητα 100%, είναι -1/2. Εννοείται ότι η μέτρηση αυτή θα μπορούσε να γίνει ως προς οποιονδήποτε άλλο άξονα (x, y) με την ίδια λογική. Προφανώς στην κβαντομηχανική, τα σπιν κατά την κατεύθυνση x και z είναι παρατηρήσιμα μεγέθη ασυμβίβαστα και κατά συνέπεια εφαρμόζεται σ’ αυτά η αρχή της απροσδιοριστίας. Αν λοιπόν στο Α η μέτρηση γίνει ως προς τον άξονα z και το αποτέλεσμα είναι +1/2 ενώ ταυτόχρονα στο Β η μέτρηση γίνεται ως προς τον άξονα x, η πιθανότητα να έχουμε κι εκεί τιμή +1/2 είναι μόνο 50% και επιπλέον δεν είναι γνωστό το αποτέλεσμα της μέτρησης πριν αυτή πραγματοποιηθεί Το πρόβλημα λοιπόν που τίθεται είναι πως μπορεί να «γνωρίζει» το ηλεκτρόνιο που κατευθύνεται στο Β, τι να «δείξει» στην μέτρηση από την στιγμή που το είδος της μέτρησης που θα πραγματοποιηθεί στο Α δεν είναι γνωστό; Αυτό προϋποθέτει ότι το ηλεκτρόνιο «γνωρίζει» πράγματα που δεν θάπρεπε για ένα τέτοιου είδους κβαντικό σύστημα.

Η αρχή της τοπικότητας αποτελεί μια απόρροια της εφαρμογής της θεωρίας της ειδικής σχετικότητας σύμφωνα με την οποία καμιά πληροφορία δεν μπορεί να μεταδοθεί με ταχύτητα μεγαλύτερη εκείνης του φωτός, και προφανώς έχει κεντρικό ρόλο στην διατύπωση του «πειράματος EPR». Οι συγγραφείς, χωρίς να παραγνωρίζουν την ευρεία επιτυχημένη εφαρμογή της κβαντικής θεωρίας δέχονται ότι αυτή αποτελεί μια μη πλήρη θεωρία και απλώς αυτή την περίοδο είναι η στατιστική προσέγγιση με την μεγαλύτερη επιτυχία για την περιγραφή του φυσικού κόσμου. Η διατύπωση του παραδόξου αυτού βοήθησε στην καλύτερη κατανόηση της κβαντικής θεωρίας, βοηθώντας να διευκρινιστεί το βασικό μη κλασικό περιεχόμενο της μέτρησης σε ένα κβαντικό σύστημα. Πριν από αυτό, η μέτρηση θεωρούνταν απλώς μια διατάραξη του συστήματος μέσω της μέτρησης. Για παράδειγμα, η μέτρηση της θέσης ενός ηλεκτρονίου σημαίνει την ακτινοβόλησή του για να γίνει ορατό, κατά συνέπεια το ηλεκτρόνιο-σύστημα διαταράσσεται και για τον λόγο αυτό θεωρείτο ότι προκύπτει μια κβαντομηχανική αβεβαιότητα ως προς την θέση του. Σήμερα αυτή η άποψη δεν έχει θέση στην επιστήμη αφού το πείραμα EPR έδειξε ότι μια «μέτρηση» μπορεί να πραγματοποιηθεί σε ένα σωματίδιο χωρίς άμεση διατάραξή του, πραγματοποιώντας μια μέτρηση σε ένα απομακρυσμένο αλλά εμπλεκόμενο μ’ αυτό σωματίδιο.

Οι ανισότητες του Bell (Phys., 1, 195, 1964) Στα 1964 ο Bell έγραψε πώς θα μπορούσε να διερευνηθεί αν η κβαντική θεωρία ή αυτή των κρυφών μεταβλητών περιγράφουν με τον ορθό τρόπο φαινόμενα όπως το παράδοξο του EPR. Μετά από μια εκτεταμένη σειρά συλλογισμών πάντοτε θεωρώντας την αρχή της πλήρους τυχαιότητας, ότι δηλαδή ανεξαρτήτως του άξονα της μέτρησης πάντοτε και στο Α και στο Β υπάρχει πιθανότητα 50% για καταγραφή του θετικού σπιν προς οποιαδήποτε κατεύθυνση κι αν μετρηθεί, κατέληξε στην ακόλουθη γενική διατύπωση. Έστω ότι πραγματοποιήθηκε ένας σημαντικός αριθμός μετρήσεων στην πορεία ενός πειράματος EPR. Τότε μπορεί να γραφεί η έκφραση Ν(+x,-y) που παριστάνει τον αριθμό των σωματιδίων για τα οποία το σπιν στην κατεύθυνση x είναι θετικό ενώ στην κατεύθυνση y είναι αρνητικό. Προφανώς, για τον Bell και για όλους μας ισχύει ότι Ν(+x,-y) = N(+x,-y,+z) + N(+x,-y,-z) Ο Bell απέδειξε ότι, αν ονομάσουμε n[+x,+y] το σύνολο των σωματιδίων για τα οποία προηγήθηκε η μέτρηση στο σημείο Α του σπιν ως προς τον άξονα x και έδωσε θετικό πρόσημο και κατόπιν στο σημείο Β ως προς τον άξονα y και έδωσε επίσης θετικό πρόσημο, τότε ισχύει η ανισότητα που είναι γνωστή ως ανισότητα του Bell και η οποία έχει την μορφή n[+x,+y] ≤ n[+x,+z] + n[-y,-z] Επειδή σε καμία περίπτωση δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί για το ίδιο σωματίδιο μέτρηση σε δύο άξονες, αν αληθεύει η πρώτη εξίσωση, αποδείχθηκε ότι αληθεύει η δεύτερη ανισότητα, στην περίπτωση που ισχύει η θεωρία των κρυφών μεταβλητών. Έκτοτε έχουν πραγματοποιηθεί αρκετά πειράματα, ορισμένα μάλιστα με εξεζητημένες διατάξεις, προκειμένου να φανεί αν στις πραγματικές συνθήκες μέτρησης ενός κβαντικού συστήματος με εμπλεκόμενα σωματίδια ισχύουν ή όχι οι ανισότητες του Bell. Μέχρι σήμερα σε κανένα από τα πειράματα αυτά οι μετρήσεις δεν διέψευσαν τις προβλέψεις της κβαντικής θεωρίας.

Το πείραμα της γάτας του Schrödinger (Naturwis., 23, 807, 1935) Η μέτρηση πρόκειται να πραγματοποιηθεί παρουσία ενός ζωντανού οργανισμού (μη κβαντικού) και ως τέτοιος επελέγη μια γάτα η οποία και θεωρείται ότι τοποθετείται σε ένα κλειστό δοχείο. Στον ίδιο χώρο τοποθετείται ένας μηχα- νισμός όπου ένας πυρήνας ραδιενεργού στοιχείου έχει πιθανότητα 50% να διασπαστεί στην επόμενη ώρα. Φυσικά, στο τέλος της ώρας η απάντηση της κβαντικής θεωρίας για την κατάσταση της γάτας στο κλειστό δοχείο είναι πως αυτή έχει 50% πιθανότητα να είναι ζωντανή και 50% να είναι νεκρή. Ο Schrödinger ακολουθώντας την κβαντική αντιμετώπιση των φαινομένων, μπορεί να περιγράψει την κατάσταση του κβαντικού του συστήματος περιλαμβανόμενης της γάτας, ως τον γραμμικό συνδυασμό δύο διακριτών καταστάσεων, της ζωντανής και της νεκρής γάτας αντίστοιχα και μάλιστα, σύμφωνα με την απαίτηση του πειράματος με συντελεστές ίσους μεταξύ τους. Το ερώτημα που ήθελε να θέσει ο Schrödinger ήταν ακριβώς το πότε ένα κβαντικό σύστημα παύει να αποτελεί μίγμα πιθανών καταστάσεων και μεταπίπτει στην μία ή την άλλη κατάσταση.

Βεβαίως, αν η γάτα είναι ζωντανή, δεν πρόκειται να «θυμάται» να πέρασε μια περίοδος κατά την οποία ήταν και νεκρή και ζωντανή ταυτόχρονα. Η γάτα ήταν, στην περίπτωση αυτή, ένας ιδιότυπος παρατηρητής ενός πειράματος στον μικρόκοσμο και η κβαντική περιγραφή της την δέχεται να υπάρχει σε ένα μείγμα καταστάσεων, πράγμα απαράδεκτο για έναν παρατηρητή του μικρόκοσμου. Ωστόσο η διευκρίνηση της κατάστασης της γάτας προϋποθέτει την ύπαρξη ενός εξωτερικού παρατηρητή, αυτού δηλαδή που θα ανοίξει το παράθυρο και θα κοιτάξει μέσα στο δοχείο στο τέλος του ωριαίου πειράματος. Η εξήγηση της Κοπεγχάγης βασίζεται στην γενική αρχή ότι ένα σύστημα παύει να είναι μια επαλληλία των πιθανών καταστάσεων και μεταπίπτει σε μία από αυτές όταν πραγματοποιείται μια παρατήρηση. Στο εν λόγω πείραμα η φύση της παρατήρησης δεν είναι πλήρως διευκρινισμένη, επειδή μερικοί θεωρούν ότι η κυματική συνάρτηση του συστήματος πυρήνας-γάτα μεταπίπτει σε μια από τις δύο δυνατές καταστάσεις μόνο κατά την στιγμή κατά την οποία ανοίγει το παράθυρο του δοχείου, ενώ άλλοι ότι η μέτρηση γίνεται ή πρέπει να θεωρείται ότι γίνεται κατά την στιγμή που ένα σωματίδιο από τον πυρήνα που διασπάται περνά από τον ανιχνευτή. Πάντως η ουσιαστική συμβολή της συζήτησης γύρω από το πείραμα αυτό βοήθησε την εξέλιξη των αντιλήψεων σχετικά με την κβαντική θεωρία ως προς το ότι έθεσε το πρόβλημα του παρατηρητή- επιστήμονα. Ο επιστήμονας καθώς και η πειραματική διάταξη εξετάζονται με βάση την κλασική φυσική ενώ οι ίδιοι καλούνται να εξετάσουν το κβαντικό σύστημα που μελετάται με όρους της κβαντικής φυσικής. Φάνηκε λοιπόν ότι αυτή η αρχική σκέψη είχε αυτό το θεμελιώδες σφάλμα, το γεγονός δηλαδή ότι το πείραμα και ο παρατηρητής του δεν θεωρούνταν ότι έπρεπε να υπακούουν στους ίδιους νόμους και συγκεκριμένα στους νόμους της κβαντικής θεωρίας και κατά συνέπεια η κυματοσυνάρτηση του συστήματος πρέπει να περιλαμβάνει και την κυματοσυνάρτηση του παρατηρητή.

Το ηλεκτρόνιο στο Παρίσι ή στο Τόκιο; Ένα πείραμα που διατυπώθηκε απ' τον de Brοglie το 1959. Έστω ένα ηλεκτρόνιο περιορισμένο σ' ένα κιβώτιο με αδιαπέραστα τοιχώματα. Αυτό σημαίνει πως η κυματοσυνάρτησή του Ψ κατανέμεται σε όλο το κιβώτιο, αλλά δεν μπορεί να βγει απ' αυτό. Υποθέτουμε ότι με κάποιο τρόπο, χωρίζουμε το κιβώτιο σε δυο απομονωμένα τμήματα Π και Τ και μεταφέρουνε τα δυο κιβώτια. το ένα στο Παρίσι και το δεύτερο στο Τόκιο. Το σωμάτιο, που δεν έχει «υλοποιηθεί» ακόμη, έχει ίση πιθανότητα να βρίσκεται και στα δυο επιμέρους τμήματα του αρχικού κιβωτίου. Η κυματοσυνάρτηση Ψ που αναφέρεται στην ετοιμασία του συστήματος πριν από την παρατήρηση χωρίζεται κι αυτή σε δυο μέρη τα Ψ Π και Ψ Τ. Συνεπώς η κυματική συνάρτηση του σωματιδίου βρίσκεται σε κατάσταση επαλληλίας και έχει την μορφη Ψ= C Π Ψ Π + C Τ Ψ Τ, ενώ επιπλέον ισχύει C Π 2 + C Τ 2 = 1 Εάν τώρα πραγματοποιήσουμε την μέτρηση, δηλαδή ανοίξουμε το κιβώτιο στο Παρίσι, είναι προφανές ότι θα βρούμε ή δεν θα βρούμε το σωματίδιο στον συγκεκριμένο χώρο και μάλιστα, σύμφωνα με την κβαντική θεωρία η πιθανότητα να συμβεί το καθένα από τα δύο αυτά ενδεχόμενα είναι 50%. Εφόσον με το άνοιγμα του κιβωτίου παρατηρήσουμε την ύπαρξη του σωματιδίου, αυθορμήτως γνωρίζουμε το είδος της μέτρησης που θα πραγματοποιήσει κάποιος άλλος ανεξάρτητος ερευνητής στο Τόκιο, εκείνο που έχει συμβεί στην αντίληψη του de Broglie είναι ένα «κβαντικό άλμα» με την έννοια ότι την στιγμή της μέτρησης όπως αυτή περιγράφηκε πως έγινε, αυτομάτως οι τιμές των C Π και C Τ έπαψαν να είναι ίσες και μετατράπηκαν σε 1 και 0 αντίστοιχα καθώς το σωματίδιο «πήδηξε» στο τμήμα του δοχείου που βρισκόταν στο Παρίσι.

Το πείραμα του Aspect (1981-82) Το πείραμα σχεδιάστηκε και εκτελέστηκε έτσι ώστε να μπορέσει να εξαχθεί ένα γενικό συμπέρασμα υπέρ ή κατά της θεωρίας των κρυφών μεταβλητών και αντίστοιχα κατά ή υπέρ της κβαντικής θεωρίας και αποτελεί στην ουσία την προσπάθεια πειραματικής εκτέλεσης του νοητικού πειράματος EPR. Η πηγή αποτελείται από άτομα ασβεστίου στην 4p 2 διαμόρφωση και την 1 S 0 διεγερμένη κατάσταση. Η κατάσταση αυτή δεν φέρει γωνιακή ορμή δηλαδή περιγράφεται με L= 0. Καθώς τα άτομα αποδιεγείρονται, αρχικά περιέρχεται στην επίσης διεγερμένη κατάσταση 4s 1 4p 1 που περιγράφεται ως 1 P 1 και εκπέμπει ένα «πράσινο» φωτόνιο με μήκος κύματος 551,3 nm. Από την κατάσταση αυτή το άτομο επανέρχεται στην βασική του κατάσταση 4s 2 που παριστάνεται ως 1 S 0 εκπέμποντας ένα «κυανό» φωτόνιο με μήκος κύματος 422,7 nm. Επειδή και η βασική κατάσταση δεν έχει γωνιακή ορμή συνεπάγεται ότι τα δύο φωτόνια που εκπέμπονται πρέπει να έχουν αντίθετες γωνιακές ορμές και κατά συνέπεια να είναι κυκλικώς πολωμένα σε αντίθετες κατευθύνσεις. Τα φίλτρα που παρεμβάλλονται στην διάταξη επιτρέπουν μόνο την μετάδοση φωτονίων του ενός χρώματος, έτσι ώστε τα πράσινα φωτόνια ακολουθούν τον δρόμο Α και τα κυανά τον δρόμο Β. Στην πορεία και των δύο δεσμών παρεμβάλλονται φίλτρα πόλωσης. Αυτό σημαίνει ότι σε κάθε φίλτρο, το οποίο έχει καθορισμένη κατεύθυνση πόλωσης, το φως με την ίδια πόλωση θα διέρχεται ενώ εκείνο με την κάθετη κατεύθυνση θα ανακλάται. Κατά συνέπεια κάθε φωτόνιο που διέρχεται από ένα φίλτρο οδηγείται σε έναν από δύο διαφορετικούς δρόμους, όπου διέρχεται από έναν φωτοπολλαπλασιαστή. Εφόσον ένα φωτόνιο καταγραφεί σε έναν από τους τέσσερις συνολικά φωτοπολλαπλασιαστές, αυτό σημαίνει ότι είχε περάσει από το αντίστοιχο φίλτρο και στον πίνακα καταγραφής στέλνεται το μήνυμα +1 εάν είχε πόλωση παράλληλη προς το φίλτρο και -1 αν αυτή ήταν κάθετη προς την πόλωση του φίλτρου.

Αφού υπολογίστηκε ο χρόνος μετάδοσης φωτεινού σήματος μεταξύ των καταγραφέων σε 40 ns λήφθηκε πρόνοια ώστε σήματα που καταχωρούνταν και που είχαν διαφορά στον χρόνο καταγραφής τους μεγαλύτερη από 20 ns να απορρίπτονται επειδή θα ενείχαν το στοιχείο της αλληλεπίδρασης. Επιπλέον, στον τελικό καταγραφέα τα αποτελέσματα της καταγραφής από τις θέσεις Α και Β (δηλαδή τα +1 ή -1) πολλαπλασιάζονται μεταξύ τους, στην περίπτωση που είναι αποδεκτά μετά τον παραπάνω περιορισμό και αποτελούν την μέτρηση.

Η μέση τιμή του πειράματος είναι προφανώς ο μέσος όρος των επιμέρους μετρήσεων, ή ακόμη καλύτερα το άθροισμα όλων των πιθανών τιμών που μπορεί να ληφθούν επί την πιθανότητα να ληφθούν κατά την μέτρηση. Εάν ορισθεί ως t η γωνία μεταξύ των δύο φίλτρων πόλωσης τότε η αναμενόμενη τιμή για το πείραμα είναι, κατά την κβαντική θεωρία, ίση με 0,5 ( συν2(t) - ημ2(t) - ημ2(t) + συν2(t) ) = συν2(t) - ημ2(t) Η θεωρία των κρυφών μεταβλητών προβλέπει για το μέγεθος αυτό μια τιμή οπωσδήποτε μικρότερη από 2 ενώ η κβαντική θεωρία μια τιμή ίση με 2,828. Οι τιμές αυτές έχουν σημαντική διαφορά μεταξύ τους έτσι ώστε το παραπάνω πείραμα είναι σε θέση να διευκρινίσει αν υπό τις συνθήκες που εκτελέστηκε, υποστηρίζει την μία θεωρία και απορρίπτει την άλλη. Αργότερα προτάθηκε ότι έπρεπε να ληφθούν υπόψιν διάφορες διορθώσεις ως προς την διαπερατότητα του μέσου που χρησιμοποιήθηκε για την κατασκευή των φίλτρων και των λοιπών εξαρτημάτων και όταν αυτές πραγματοποιήθηκαν, η προβλεπόμενη από την κβαντική θεωρία τιμή μειώθηκε στα 2,70. Η τιμή που προέκυψε από την εκτέλεση του πειράματος είναι 2,697 ± 0,015, κάτι το οποίο αναμφίβολα απορρίπτει την θεωρία των κρυφών μεταβλητών και επιβεβαιώνει την ορθότητα της κβαντικής θεωρίας και μάλιστα με πολύ καλή προσέγγιση στην τιμή που αυτή προβλέπει.

Alain Aspect (15-6-1947 - ) Δεν ήταν το μόνο αυτό το πείραμα που έδειξε την «επάρκεια και πληρότητα» της κβαντικής θεωρίας. Μερικά ακόμη αναφέρονται στην συνέχεια και είναι: Freedman και Clauser, το 1972 Tittel και η ομάδα της Geneva, το 1998. Weihs στο Innsbruck το 1998. Το πείραμα του Pan όπου περιλαμβάνεται μια τριάδα σωματιδίων και πραγματοποιήθηκε το 2000. Gröblacher το 2007 αποδεικνύει ότι η κβαντική μηχανική επιτρέπει την τοπικότητα αλλά είναι «μη πραγματική». Salart το 2008 ένα γιγάντιο πείραμα τύπου EPR με μια απόσταση περίπου 18 χιλιομέτρων μεταξύ των ανιχνευτών.

Albert Einstein (14-3-1879 –18-4-1955) Max Karl Ernst Ludwig Planck (23-4-1858 – 4-10-1947) Erwin Rudolf Schrödinger (12-8-1887 –4-1-1961) Niels Henrik David Bohr (7-10-1885 – 18-11-1962) Werner Karl Heisenberg (5-12-1901 –1-2-1976) Paul Adrien Maurice Dirac (8-8-1902 –20-10-1984) Max Born (11-12-1882 –5-1-1970) Louis Victor Pierre Raymond duc de Broglie (15-8-1892 – 19-3-1987)

Μικρά μόρια... Μεσαίου μεγέθους μόρια... Μακρομόρια Διακριτές ενεργειακές καταστάσεις... Ομάδες τροχιακών... Ενεργειακές ζώνες Κβαντική περιγραφή...... Οριακή κατάσταση... Μακροσκοπική περιγραφή

Η χημική τεχνολογία προϋπήρξε κατά πολύ της επιστήμης της Χημείας. Αρχαιολογικά δεδομένα φανερώνουν πως αναπτύχθηκε στις περιοχές των πρώτων μεγάλων πολιτισμών (κοιλάδα του Ινδού, Μεσοποταμία, περί τον Νείλο Αίγυπτος). Οι τοπικές κοινωνίες «δημιούργησαν» τάξεις «τεχνητών» που επιμελούνταν την παραγωγή χρωμάτων, αρωμάτων, καλλυντικών, ποτών, απορρυπαντικών, κεραμικών, ξύλινων, μεταλλικών, ακόμα και γυάλινων ειδών καθημερινής και εξειδικευμένης χρήσης. Πρωταρχική η χρήση της φωτιάς (μύθος του Προμηθέα) Μαγειρική, κεραμική, μεταλλουργία (προοδευτικά από χαλκό προς σίδηρο) Τα μέταλλα και η κατεργασία τους ήταν και είναι ακόμη σημαντικά για τον άνθρωπο. Έδωσαν το όνομά τους σε μεγάλες ιστορικές περιόδους (του ορειχάλκου, του σιδήρου). Ακόμη και σήμερα αναφερόμαστε την εκμετάλλευση κάποιου από κάποιον άλλο.

Ελληνιστική περίοδος. Βιωτικό επίπεδο, η πρώτη ίσως παγκοσμιοποίηση. Αύξηση αναγκών του αυξημένου πληθυσμού. Προσομοίωση των υλικών, π.χ. επιχρύσωση, υλικό μακροσκοπικά «χρυσό». Συγκέντρωση γνώσης στις βιβλιοθήκες των ανακτόρων (Αλεξάνδρεια, Πέργαμος κλπ). Ευκλείδης, Αρίσταρχος, Πτολεμαίος, Ίππαρχος, Πάππος, Στράβων. Κατεξοχήν μαθηματικοί αλλά και αστρονόμοι, γεωδαίτες, γεωγράφοι. Αρχιμήδης. Ο μέγιστος ίσως. Πανεπιστήμων Προσέγγισε άρρητους αριθμούς όπως το π με εξαιρετική ακρίβεια Απαρχές της Αλχημείας (αλ- χυμεία), από το χύμα ή χυμός. Η ανατολική Μεσόγειος για καιρό δέκτης πολιτισμικών τάσεων. Οι Άραβες σίγουρα είχαν επαφές με την Κίνα, οι Μακεδόνες σίγουρα μέχρι την Ινδία.

Ο πάπυρος του Λάιντεν και της Στοκχόλμης. Χρονολογείται στον 3ο μ.Χ. αιώνα. Περιλαμβάνονται πλήθος συνταγές, πιθανότατα από αντιγραφή παλιότερων. Στο μέσον του κειμένου υπάρχει μια αναφορά για το πώς μπορεί να παρασκευασθεί τεχνητό ζαφείρι. Αναφορά του Θεόφραστου το 315 π.Χ. για την παραγωγή λευκού μολύβδου (ψιμμίθιον). Η διαδικασία περιλαμβάνει την τοποθέτηση κομματιού από μόλυβδο σε δοχείο πάνω από πυκνό ξύδι και την απόξεση, σε τακτά διαστήματα, του λευκού υλικού που σχηματίζεται στην επιφάνειά του, μέχρις ότου εξαντληθεί το μέταλλο. Το υλικό αφού κονιοποιηθεί κατόπιν βράζεται για αρκετό διάστημα οπότε και κατακάθεται ο «λευκός μόλυβδος». Αναφορά του Αριστοτέλη για απόσταξη θαλασσινού νερού και για τον «χυτό άργυρο» άρα γνώση παραλαβής του υδραργύρου από το κιννάβαρι.

Ο αιγύπτιος θεός Θωθ, προστάτης της σοφίας και της δικαιοσύνης ταυτίστηκε, σύμφωνα με την παμπάλαια συνήθεια των Ελλήνων, με τον Έλληνα θεό Ερμή τον «Τρισμέγιστο». Ο Ερμής ο Τρισμέγιστος θα είναι στο εξής ο φανερός, και αργότερα ο μυστικός, προστάτης της Αλχημείας, θα γίνει «ερμητική». Διάγραμμα «στοιχείων» και ιδιοτήτων κατά τον Αριστοτέλη Βάση της Αλχημείας. Αρκεί να βρεθεί τρόπος να μεταβληθεί η ποιότητα του υγρού και του θερμού στο μόλυβδο για να μετατραπεί σε χρυσό. Κατ αντιστοιχία ύπαρξη τεσσάρων «διαθέσεων» για τον άνθρωπο που συνδεόταν με τα τέσσερα βασικά υγρά του ανθρωπίνου σώματος και συγκεκριμένα το κόκκινο αίμα (φωτιά), την κίτρινη χολή (αέρας), το λευκό φλέγμα (νερό) και τη μαύρη χολή (γη). Η προσπάθεια εφαρμογής των γεωμετρικών αναλογιών στις πνευματικές ικανότητες του ανθρώπου οδήγησε στην εσωτερική αλχημεία η οποία προσπαθούσε να καθορίσει τη σχέση θεού ή θεών με τον άνθρωπο, ώστε ο τελευταίος να βρει τη σωτηρία του πνεύματός του. Από την άλλη μεριά η εφαρμογή τους στα υλικά σώματα οδήγησε στη σκέψη ότι τα μέταλλα μπορούν να μετατραπούν σε χρυσό (θεωρία της φιλοσοφικής λίθου) ή ότι μπορεί να υπάρχει ένας συνδυασμος σωμάτων που θεραπεύει κάθε ασθένεια ή παρατείνει τη νεότητα (θεωρία της πανάκειας). Έτσι προέκυψε η λεγόμενη εξωτερική αλχημεία

Ο μυστικισμός επικρατεί στην Αλχημεία. Δυσνόητα κείμενα και σύμβολα. Παραλληλισμοί. 7 ουράνια σώματα – 7 μέταλλα – 7 ημέρες της εβδομάδας Ορισμοί που έμειναν. καταλύτης (catalyst), ξηρίον (elixir), υδραυλικός (hydraylic), μηχανικός (mechanic) Απόρριψη της Αλχημείας από το Χριστιανισμό, φυγή των (Νεστοριανών κυρίως) στην Περσία, κατάλυση των σχολών από τον Ιουστινιανό, ολική καταστροφή της βιβλιοθήκης της Αλεξανδρείας το 645 μ.Χ. από τους Άραβες. Οι Άραβες όμως «διήθησαν» τη γνώση στον κόσμο τους που είχε μεγάλη έκταση κυρίως μέσω του Jabir ibn-Hayyan (εν συντομία Jabir και εκλατινισμένο Geber, 8ος μ.Χ. αιώνας). Mohammed ibn Musa al Κhwarizmi (9ος μ.Χ. αιώνας) Αl Κitab at mukhasar fi hisab al jabr wal muqabala (συνοπτικό βιβλίo υπολογισμών με συμπλήρωση και εξίσωση). Al-Razi (εκλατινισμένο Rhazes, 866-925), περσικής καταγωγής. Από τους πρώτους ιατροχημικούς και προχώρησε στην κατάταξη τόσο των σκευών όσο και των διαδικασιών και των υλικών σωμάτων που χρησιμοποιούσε. Κατέτασσε τα χημικά σώματα ανάλογα με την προέλευσή τους σε ζωϊκής, φυτικής, ορυκτής ή τεχνητής προέλευσης, στα τελευταία περιλαμβανόταν αυτά που προέκυπταν ως προϊόντα χημικών διαδικασιών. ibn-Sina (εκλατινισμένο Avicenna, 980-1037) είναι ίσως ο μεγαλύτερος και οπωσδήποτε ο πιο γνωστός στην Ευρώπη Άραβας φυσικός φιλόσοφος. Έγραψε έναν οδηγό εφαρμογών ιατρικής που υπήρξε κυρίαρχος στον γνωστό κόσμο μέχρι την εποχή του Παράκελσου. Ασχολήθηκε και με τα ορυκτά και με την ιατρική.

Άραβες από την Ιβηρική και η Ανατολική Ρωμαϊκή Αυτοκρατορία από τη Βαλκανική, αφυπνίζουν το «δυτικό ευρωπαϊκό πνεύμα» κατά τον 10ο – 11ο αιώνα μ.Χ.. Εκκίνηση της «ευρωπαϊκής αλχημείας» Ενσωμάτωση στην παπική αντίληψη των «βολικών» θεωριών του Αριστοτέλη, του Πτολεμαίου και του Γαληνού. Κύριοι εκφραστές της άποψης αυτής οι Albert of Bolistadt (1200-1280 μ.Χ.) και Thomas Aquinas (1225 -1274 μ.Χ.) προώθηση της αντίληψης ότι τα μέταλλα ειναι προϊόντα της μίξης, σε κατάλληλες αναλογίες, υδραργύρου και θείου. Η ιδιαίτερη συμπεριφορά του υδραργύρου που θεωρούνταν την εποχή αυτή ο κατεξοχήν φορέας του ιδανικού μεταλλικού χαρακτήρα, καθώς και η παρατήρηση ότι το θείο έχει το χρώμα του χρυσού, ίσως ήταν το έναυσμα για μια τέτοια ιδέα. Περίπλοκο σύστημα σχέσεων των φεουδαρχών και του κλήρου με τους αλχημιστές. Άλλοι υποθάλπτονται κι άλλοι διώκονται. Επισήμως όλοι είναι απορριπτέοι. Στην περίοδο που καλύπτει η ευρωπαϊκή αλχημεία, ενισχύθηκε η τάση για ανάλυση του φυσικού κόσμου που τώρα πλέον διακρίνεται σε οργανικό, ανόργανο και τον άνθρωπο, που αποτελεί ιδιαίτερο αντικείμενο έρευνας. Την περίοδο αυτή προτείνεται η ύπαρξη της πασίγνωστης ζωϊκής δύναμης (vis vitalis) πou καθορίζει την ύπαρξη και τη συμπεριφορά των μελών του οργανικού κόσμου.

Επικράτηση Οθωμανών που πρόσκαιρα απαγορεύει τις εμπορικές διόδους Φυγή σοφών από την Κωνσταντινούπολη προς δυσμάς Εφεύρεση τυπογραφίας και δυνατότητα γρήγορης ενημέρωσης και ακόπιαστης αντιγραφής Ανάγκη διερεύνησης άλλων δρόμων προς Ινδία και Κίνα. «Νέα» Ελληνικά κείμενα, συχνά αντίθετα με τα «παραδεκτά». Απαρχή της Αναγέννησης και του Ανθρωπισμού Η Αναγέννηση ξεκίνησε από τις τέχνες, σε άμεση όμως συσχέτιση με τα μαθηματικά (προοπτική) και αμέσως προχώρησε στην αρχιτεκτονική, την ανατομία κλπ. Υπάρχει μια μεταβατική περίοδος όσον αφορά την εξέλιξη της επιστήμης αφού ακόμη υπάρχουν οι παλιές δοξασίες ενώ οι νέες θεωρίες είναι αποσπασματικές και έχουν μερική μόνο εφαρμογή. Εμφανίζονται πάντως «συνταγές» για παρασκευή ιατρικών σκευασμάτων, καθώς και για διαδικασίες μεταλλουργίας. Η ιατροχημεία είναι ένας κλάδος της αλχημείας που προέκυψε εν μέρει κατά τύχη και εν μέρει λόγω της εκτενούς μελέτης αντιδράσεων και των προϊόντων τους και είχε ήδη δομηθεί από την περίοδο της κυριαρχίας των Αράβων στις επιστήμες. Η απομόνωση σε κρυσταλλική μορφή πολλών αλάτων ήταν σίγουρα ένας παράγων που προώθησε την «έρευνα» προς την κατεύθυνση της μελέτης των ιδιοτήτων των προϊόντων των αντιδράσεων που πραγματοποιούνταν.

Μονάδα απόσταξης όπως παριστάνεται στο Kunst zu Distillieren (1500) του Hieronymus Brunschwig. Η ομοιότητα με τις σύγχρονες τοπικές μονάδες απόσταξης είναι εντυπωσιακή αλλά και αναμενόμενη, η βασική διαδικασία δεν μεταβλήθηκε σε κάτι. Απεικόνιση του Παράκελσου (Paracelsus, Theophrastus Bombast von Hohenheim, 1493-1541). Ελβετός, γιός φαρμακοποιού, ταξιδευτής, ιατρός, μεταλλειολόγος. Οξύθυμος, υπερόπτης, εγωιστής, από τους πρώτους που δίδαξε στην τοπική γλώσσα κι όχι στα λατινικά. Εγκατέλειψε τα 4 «αριστοτελικά» στοιχεία για τα tria prima (άλας, θείο, υδράργυρος). Στα κείμενά του ασαφές πότε χρησιμοποιεί ποιο σύστημα. Είχε γνώσεις των αναλυτικών τεχνικών του καιρού του και είχε την τάση να κρατάει σημείωσεις για τις πρακτικές θεραπευτικές διαδικασίες του. Απέδιδε συγκεκριμένη αιτία για κάθε ασθένεια και άρα τα ίδια συμπτώματα σήμαιναν ίδια ασθένεια και απαιτούσαν ίδια θεραπεία. Πρώτος χρησιμοποίησε τον αιθέρα ως αναισθητικό καθώς και δηλητήρια σε μικρές δόσεις. Οι Παρακελσιανοί διατηρήθηκαν για πάνω από ένα αιώνα.

Παρακελσιανοί. Johannes Hartmann, ο πρώτος καθηγητής χημείας (Χυμιατρίας), στο Marburg, το 1609. Το Basilica Chymica του Oswald Croll, η πρώτη μεγάλη συλλογή διαδικασιών και υλικών που σχετίζονται με τον Παράκελσο (1609). ~1650 ο Franciscus Silvius de la Boe, καθηγητής ιατρικής στο Layden ο πρώτος που ζήτησε και πέτυχε να οργανώσει ένα χημικό εργαστήριο. Johann Baptista van Helmont (1579-1644) Συνδετικός κρίκος προς τη σύγχρονη χημεία. Πραγματοποιούσε ακριβείς μετρήσεις βάρους. Εκτενέστατο έργο κυρίως όμως στα αέρια, τα οποία διέκρινε από τον ατμό. Είναι μάλιστα αυτός που «έδωσε» το σύγχρονο όνομα στη διεθνή ορολογία αφού αναφερόμενος στη χαοτική συμπεριφορά τους τα ονόμασε με το ελληνικό χάος αλλά με τη φλαμανδική παραφθορά του ως gaas. Παρόλα αυτά δεν αντιλήφθηκε τη συμβολή του αέρα στην ανάπτυξη των φυτών. Γνώριζε τη σύνθεση θειικού και νιτρικού οξέος. Εφεύρεση του εξάντα και δυνατότητα ταξιδιών με ναυσιπλοϊα κι όχι με πλοήγηση. Άμεση σχέση η πρακτική προβολή της επιφάνειας της γης σε χάρτες από τον Mercator (Gheet Cremmer, 1512- 1594). Στα 1600 ο Francois Viete (1540-1603) συγκέντρωσε τις έννοιες της Άλγεβρας σε μια σειρά απλά σύμβολα και έκανε το τμήμα των μαθηματικών απλό και ευέλικτο. Σύντομα η δημιουργία των λογαρίθμων από τον John Napier (1550-1617) έδιναν τη δυνατότητα εκτέλεσης πράξεων με τεράστιους αριθμούς. Η κατασκευή φακών και οργάνων όπως τηλεσκόπιο και μικροσκόπιο έδωσε τη δυνατότητα επέκτασης του αισθητού κόσμου. Βαρόμετρο, θερμόμετρο και οι πρώτες υποτυπώδεις αντλίες κάνουν την εμφάνισή τους.

Αστρονομία του Πτολεμαίου (Almagest), με τη γη στο κέντρο και τους πλανήτες σε κυκλικές τροχιές γύρω της. Χρήση επίκυκλων για εξισορρόπηση των παρατηρήσεων. De Revolutionibus Orbium Coelestium του Nicholas Copernicus (1473-1543), γράφηκε μεταξύ 1503 και 1530, ήταν γνωστό ως επιμέρους ιδέες αλλά τυπώθηκε μετά θάνατον (επίδραση από κείμενα του Αρίσταρχου, τα οποία επιτήδεια «ξεχνάει» στη δεύτερη γραφή του κειμένου του).

Οι εξαιρετικά ακριβείς παρατηρήσεις του Tyge Ottesen Brahe (1546-1601) τον οδήγησαν στην υπόθεση ενός μεικτού συστήματος κατ’ αντιστοιχία με το αρχαίο του Ηρακλείδη. Οι μετρήσεις του «έπεσαν» στα χέρια του ορκισμένου Πυθαγόρειου Johannes Keppler (1571-1630) που προσπάθησε να συνθέσει ένα ηλιακό σύστημα με βάση τα πλατωνικά στερεά, απέτυχε και σταδιακά οδηγήθηκε στην απόρριψη των «βασικών δομών» του παραδεκτού συστήματος για να καταλήξει στους περίφημους τρεις νόμους της κίνησης των πλανητών, με πρώτο και κυριότερο εκείνον που καθόριζε τις τροχιές τους ως ηλιοκεντρικές αλλά με τον ήλιο στη θέση της μιας από τις δύο εστίες μιας έλλειψης. Ο Francis Bacon (1561-1626) στο έργο του Instauratio Magna (Μεγάλη Ανακαίνιση) του 1620 δίνει τη θεωρητική βάση για τη θεμελίωση των επιστημών με βάση τη συστηματική οικοδόμηση γνώσεων μέσω πειραμάτων, τα οποία ποτέ δεν έκανε. Δημιούργησε ένα θεωρητικό κατασκεύασμα με το όνομα Novum Organum σε αντιπαράθεση με το γνωστό «Όργανον» του Αριστοτέλη. Η μόνη ουσιαστική συμβολή του μπορεί να θεωρηθεί ότι ήταν η απόρριψη της άκριτης συμπερασματολογίας και της γενίκευσης πριν την εξονυχιστική έρευνα για την αλήθεια των αποτελεσμάτων των παρατηρήσεων.

Ο Descartes στο έργο του Discours de la Methode (Συζήτηση περί της μεθόδου) στα 1637, έδινε τη μαθηματική έμφαση που έλειπε από τις θεωρητικές αντιλήψεις του Bacon. Η συναγωγική διαδικασία που εισηγούνταν ο Descartes ήταν αυστηρή και απόλυτη. Εισήγαγε μια απόλυτα μηχανιστική άποψη για τη σχέση αιτίου-αιτιατού, αφού δεν δεχόταν την έννοια του χώρου αν αυτός δεν κατέχεται από κάποιο σώμα. Οι ιδέες των Bacon και Descartes, κατά κάποιο τρόπο συμπληρωματικές η μία της άλλης, έμελλαν να δώσουν τον βασικό τρόπο σκέψης και δράσης των επιστημόνων από την εποχή τους και μέχρι σήμερα. Δεν είναι, λοιπόν λάθος να πει κανείς πως οι δύο αυτοί μεγάλοι άνδρες είναι οι πρώτοι επιστήμονες με τη σημερινή έννοια του όρου. Ωστόσο, ο πρώτος που ικανοποιεί πλήρως τον ορισμό αυτό, ειδικά όσον αφορά την πρόταση και εφαρμογή στην πράξη των θεωρητικών διαδικασιών για εξέταση των φαινομένων κα την εξήγησή τους, είναι ο Galileo Galilei (1564-1642). Το έργο του Dialogo sopera ί due massimi Sistemi del Mondo (Διάλογος περί των δύο Κύριων Συστημάτων του Κόσμου), που ήταν γραμμένο στην ομιλούμενη ιταλική (1632) τασσόταν υπέρ του Κοπερνικείου συστήματος και επέσυρε την καταδίκη του ως αιρετικού. Ο Galilei διέθετε μια μοναδική ικανότητα όσον αφορά την επιστημονική διαδικασία που εφάρμοζε, τόσο στα καθημερινά φαινόμενα, όσο και στην πειραματική διαδικασία που εκτελούσε στη συνέχεια, για την καλύτερη κατανόηση του φαινομένου. Ωστόσο του διέφυγε ότι κάτι τέτοιο θα μπορούσε να πραγματοποιήσει και στην περίπτωση της κίνησης των ουρανίων σωμάτων. Αυτή η γενίκευση έπρεπε να περιμένει τον επόμενο μεγάλο επιστήμονα.

το κύριο έργο του Isaac Newton (1642-1727) είναι το τρίτομο σύγγραμμα Philosophia Naturalis Principia Mathematica (Μαθηματικές Αρχές Φυσικής Φιλοσοφίας), γνωστό ως Principia (1687). Αποτελεί μια εκτενή αναφορά σε θέματα μηχανικής, και καταλήγει σε μια σειρά σχέσεις που αποδεικνύονται με μια καθαρότητα και σοβαρότητα μοναδική. Δυστυχώς, στις αποδείξεις του χρησιμοποίησε όρους γεωμετρικούς, κάτι που δυσκόλεψε τη δυνατότητα να παρακολουθηθούν από τους σύγχρονούς του, πολύ περισσότερο που τέτοιες μέθοδοι απόδειξης άρχισαν πλέον να εγκαταλείπονται χάριν των αλγεβρικών. Για το λόγο αυτό, καθώς και για την ενασχόλησή του με την αλχημεία, πήρε, στις αρχές του αιώνα τον τίτλο του «τελευταίου των μάγων». Στα Principia δίνονται για πρώτη φορά οι βασικές αρχές της μηχανικής, όπως για παράδειγμα, η κίνηση, η ορμή, η μάζα και, κυρίως, οι τρεις νόμοι της κίνησης των σωμάτων. Σπουδαία πρόοδος σε σχέση με τις προηγούμενες αντιλήψεις ήταν η πρόταση για αντικατάσταση ενός ομογενούς σφαιρικού σώματος με το κέντρο βάρους του, όσον αφορά την κίνηση. Η μηχανική των σωμάτων, επεκτάθηκε τελικά και περιέλαβε και τα ουράνια σώματα, με το νόμο της βαρύτητας που ένωσε επιτέλους τη γη με τον ουρανό, κάτι που από τον καιρό του Αριστοτέλη θεωρούνταν αδιανόητο. Η δύναμη των εξισώσεων του Newton ήταν σαφής: ήταν πλέον δυνατόν, γνωρίζοντας τις αρχικές συνθήκες κάτω από τις οποίες βρισκόταν ένα σώμα, μέσα στο δωμάτιο, έξω στον κήπο ή στο ηλιακό σύστημα, να προσδιοριστεί επακριβώς η θέση του σε οποιαδήποτε μελλοντική στιγμή. Αυτό ήταν ο τελικός θρίαμβος του ανθρώπου πάνω στη φύση.

Ο Georg Bauer (Agricola, 1494-1555) θεωρείται ο ιδρυτής της γεωλογίας. Παρόλο που επισήμως ήταν γιατρός, το κύριο ενδιαφέρον του ήταν η καταγραφή των μεταλλευτικών τεχνικών, και αποδίδεται στο έργο του De re Metallica (1556) όπου υπάρχει εκτενής και ακριβής περιγραφή τεχνικών παραλαβής, καθαρισμού ορυκτών καθώς και ποιοτικής ανάλυσης των τελικών προϊόντων. Το κείμενο αυτό παρέμεινε κυρίαρχο στην Ευρώπη για δύο αιώνες περίπου. Ο Andreas Libavius (1555-1616) ήταν δάσκαλος. Ωστόσο τον απασχόλησε και η ιατροχημεία. Ήταν κριτικός απέναντι στους αλχημιστές που προσπαθούσαν να πετύχουν τη μεταστοιχείωση και εξέδωσε το πρώτο συστηματικό εγχειρίδιο σχετικά με χημικές διαδικασίες, το γνωστό Alchemia (1606). Μεγάλο μέρος του αποτελείται από «συνταγές» μέσα στις οποίες βρίσκονται και ορισμένες για σχετικώς πυκνά διαλύματα ισχυρών οξέων. Το σύγγραμμα του Nicolas Lemery (1645-1715) με τίτλο Cours de chymie (1675) ήταν η κύρια πηγή γνώσης για τους πρακτικούς χημικούς για περισσότερο από ένα αιώνα.. Ήταν ο πρώτος που έδωσε ένα υπόβαθρο στη γνωστή αλληλεπίδραση οξέων και βάσεων, θεωρώντας ότι τα οξέα δρούσαν ακριβώς επειδή είχαν οξέα άκρα στα μόριά τους. Δεχόταν με τον τρόπο αυτό ένα είδος ατομικής θεωρίας όχι απολύτως ξεκάθαρης.

Robert Boyle (1627-1691). Η απαρχή της σύγχρονης Χυμείας (The Sceptical Chymist, 1661). Δεν είναι ολότελα «μοντέρνος», διατηρεί το αλχημιστικό του υπόβαθρο. Δίνει όμως ένα ορισμό για τα στοιχεία που είναι ισχυρός και σταθερός. Εισηγείται και πραγματοποιεί μετρήσεις ακριβείας προκειμένου να διατυπώσει τις σκέψεις του για τα φαινόμενα. Ασχολήθηκε κυρίως με τα αέρια και, όπως φαίνεται μυστικά, με τη μεταστοιχείωση. Το τέλος του 17ου αιώνα οριοθετεί μια ολόκληρη εποχή, την πιο σημαντική μέχρι τότε στην εξέλιξη των θετικών επιστημών που από πολλούς θεωρείται ως το τέλος της λεγόμενης «Ελληνικής εποχής» των επιστημών και ως απαρχή της λεγόμενης «ποσοτικής εποχής». Τα μαθηματικά και κυρίως η άλγεβρα παγιώνονται ως το βασικό εργαλείο των επιστημών για την περιγραφή του φυσικού κόσμου (Euler, Bernoulli, Huygens, McLauren, Cramer, Leibniz) Αρχίζουν να πραγματοποιούνται πειραματικές διαδικασίες Χημείας με τη σύγχρονη αντίληψη περί πειραμάτων και αρχίζουν να διατυπώνονται οι πρώτες θεωρίες, ή οι τελευταίες από τις «παλιές» θεωρίες με την μορφή συγκροτημένης θεωρίας. Κυριότερος εκπρόσωπος η θεωρία του «φλογιστού» των Stahl (Georg Ernst Stahl, 1660-1734) και Becher (Johann Joachim Becher, 1635-1682). Ο Joseph Black (1728-1799) πραγματοποιεί την πρώτη καταγεγραμμένη μελέτη μιας χημικής αντίδρασης διάσπασης του ανθρακικού ασβεστίου και την επανασύνθεσής του από το οξείδιο με την επίδραση αερίου διοξειδίου του άνθρακα που είχε απομονώσει. Απέδειξε επίσης τον όξινο χαρακτήρα του υδατικού διαλύματος του διοξειδίου του άνθρακα και τον βασικό του αντίστοιχου διαλύματος του οξειδίου του ασβεστίου.

Οι αντιφάσεις της θεωρίας του φλογιστού έγιναν εμφανείς με την εισαγωγή στην επιστήμη της χημείας της συστηματικής μέτρησης (κυρίως της μάζας). Από τους πολεμίους της θεωρίας ήταν ο Lavoisier (Αntoine Laurent Lavoisier 1730-1793) ο οποίος είχε την διαύγεια να χρησιμοποιεί τα δεδομένα και άλλων επιστημόνων για να τα «εντάξει» στη δική του άποψη για τα πράγματα. Η δική του θεωρία ήταν αυτή που γνωρίζουμε ως θεωρία της καύσης, με καύσιμο ένα τμήμα του αέρα, το οξυγόνο. Έδειξε την ισοδυναμία καύσης και αναπνοής και το χαρακτήρα του μείγματος για τον αέρα (oxy-gen, a-zote). Εκτέλεσε και βιοχημικά πειράματα. Διατύπωσε την αρχή της αφθαρσίας της ύλης. Είναι, μαζί με τους Guyton de Morveau (1737-1816), Claude Louis Berthollet (1748-1822), Albert de Foucroy (1755-1809), εκείνος που προχώρησε στη θετική φάση της Χημείας θεμελιώνοντας την ονοματολογία των χημικών ενώσεων, με στόχο να κάνει τη Χημεία μια επιστήμη παγκόσμια (1787). Ο Cavendish (Henry Cavendish, 1731 - 1810) ασχολήθηκε με τα αέρια, την υγροποίησή τους (παρατήρησε το αργό), την απορρόφησή τους από υγρά και παρέμεινε ως το τέλος «φλογιστικός». Ο Priestley (Joseph Priestley, 1733 –1804) ανακάλυψε πολλά αέρια (Ν 2, ΝΟ, Ο 2 ) τα αντιμετώπιζε ως διαφορετικές οντότητες κι όχι διαφορετικές εκφράσεις του ενός και μοναδικού στοιχείου με τον όρο «αέρας». Παρόλο που μελέτησε την αντίδραση Hg + O 2 παρέμεινε κι αυτός «φλογιστικός». Τέλος ο Scheele (Carl Wilhelm Scheele, 1742-1786), μελέτησε ανεξάρτητα τα αέρια και συνήθως πολύ πριν τους άλλους αλλά δεν δημοσίευε τακτικά τα αποτελέσματά του. Ανακάλυψε και μελέτησε μια μεγάλη ποικιλία ενώσεων, όπως το χλώριο, το υδροχλώριο, το υδροφθόριο, το υδρόθειο, το υδροκυάνιο αλλά πραγματοποίησε και πολλές μελέτες σε άλατα βαρέων μετάλλων όπως Ag, Mn, Ba, Hg, Pb.

Ο Mikhail Lomonosov ξεκίνησε μια περίπου αυτόνομη εξέλιξη της Χημείας στη Ρωσία του 18ου αιώνα. Απέρριψε την θεωρία του φλογιστού και πρότεινε στοιχεία που αργότερα έγιναν γνωστά ως κινητική θεωρία των αερίων ενώ διατύπωσε και μια αρχή διατήρησης της μάζας καθώς επανέλαβε τα παλιά πειράματα του Boyle αλλά ζύγισε τα τελικά προϊόντα πριν σπάσει το κλειστό δοχείο όπου γινόταν η αντίδραση (1756). Καταγράφεται ακόμη η περιγραφή του για την κατασκευή ενός ανακλαστικού τηλεσκοπίου το 1762, το κείμενο όμως δεν δημοσιεύτηκε σε μία από τις «επικρατούσες» γλώσσες πριν το 1827 κι έτσι η εφεύρεση αυτή αποδίδεται στον Herschel αφού από τα δικά του κείμενα έγινε γνωστή. Ακόμη είναι ο πρώτος που πέτυχε τη στερεοποίηση του υδραργύρου ενώ βασιζόμενος σε έμμεσες αστρονομικές παρατηρήσεις πρότεινε το 1761 την ύπαρξη ατμόσφαιρας στην Αφροδίτη. Την ίδια περίοδο αρχίζει και η οργάνωση της επιστήμης της Βιολογίας. Κύριοι συντελεστές σ’ αυτό ήταν οι: Λιναίος (Carolus Linnaeus, εκλατινισμένο από το Karl fon Linne, 1707-1778), ο θεμελιωτής της συστηματικής βοτανικής και ζωολογίας. Εκτός των άλλων, πρότεινε ένα σύστημα ονοματολογίας των φυτών και των ζώων, ανάλογα με το είδος και το γένος τους, επιπλέον δε πρώτος εισήγαγε τον όρο «Homo Sapiens» για να ονομάσει τον άνθρωπο. Ο Buffon (George-Loui Leclerk Buffon, 1707-1788), είναι κατά γενική ομολογία ο θεμελιωτής της Παλαιοντολογίας. Η κατάταξη των ζώων σε ασπόνδυλα και σπονδυλωτά, οφείλεται στον Lamarck (Jean Batiste Antoine de Monet Lamarck, 1744-1829), που από πολλούς θεωρείται ο θεμελιωτής της επιστήμης της βιολογίας και ο πατέρας της θεωρίας της εξέλιξης.

Η συγκέντρωση όλων των απόψεων του Lavoisier για τη Χημεία, η περίφημη Traite Elementaire de Chimie (Στοιχειώδης Πραγματεία της Χημείας), κάτι ανάλογο του Principia του Νεύτωνα για τη Μηχανική, δημοσιεύτηκε το1789 στο Παρίσι. Ο ηλεκτρισμός μπαίνει στην πορεία της Χημείας από τα πρώτα βήματά του (1800, η εργασία του Volta) και αμέσως χρησιμοποιείται και μέσω της ηλεκτρόλυσης δίνει τη δυνατότητα απομόνωσης μερικών από τα πιο δραστικά μέταλλα (Davy). O Davy έδειξε το σφάλμα του Lavoisier όσον αφορά το χαρακτήρα του οξυγόνου και τη συμμετοχή του στα οξέα, αλλά δεν επιτέθηκε στο οικοδόμημα της «Γαλλικής επιστήμης» όπως ανέμεναν πολλοί πατριώτες του. Το πιο σημαντικό στοιχείο της καριέρας του ήταν ότι πραγματοποιούσε τακτικά ανοιχτές παραδόσεις, κάτι σαν ανοιχτό πανεπιστήμιο, όπου εκλαϊκευε αρκετά την επιστήμη και μέσω της διαδικασίας αυτής γνώρισε και προσέλαβε ως βοηθό του, στα 1813 τον Faraday (νόμοι της ηλεκτρόλυσης). Σύγχρονη ατομική θεωρία Προϋπάρχουσες αντιλήψεις περί «συγγένειας» των σωμάτων μεταξύ τους. Προϋπάρχουσες αναλύσεις του Proust και διατύπωση (1797) του νόμου των καθορισμένων αναλογιών. Ενασχόληση με τα αέρια και διαπίστωση των απλών αναλογιών ανάμιξης για αντίδραση. Διατύπωση μιας σύγχρονης ατομικής θεωρίας στα 1803 στηριγμένης κυρίως στο νόμο των μερικών πιέσεων των αερίων σε μείγμα. Ένα είδος ατόμου για κάθε γνωστό χημικό στοιχείο (40 εκείνο τον καιρό) και ένα είδος «σύνθετου ατόμου» (compound atom) για κάθε μόριο. Αδυναμία του ίδιου του Dalton να κατανοήσει το σχηματισμό ενώσεως με αναλογία στοιχείων διάφορη από 1:1.

Πίνακας «συγγένειας» από τον Étienne François Geoffroy (1718).

ΣτοιχείοΈτος 180318081810 H111 N4,255 C 4,3 5 5,4 O5,577 P7,299 S14,41313 Fe3850 Zn5656 Cu5656 Pb9595

Η σημαντική συμβολή του Gay-Lussac στη χημική ανάλυση και η παραγωγή μεγάλου αριθμού ακριβών μετρήσεων καθώς και η τυπικότητα του Berzelius (συμβολισμός των στοιχείων) έδωσαν το στήριγμα στην ατομική θεωρία τα πρώτα χρόνια για να ολοκληρωθεί η συμβολική παράσταση μιας ένωσης με τις προτάσεις του Liebig το 1834. Οι Liebig και Wöler στην ουσία παρατήρησαν πρώτοι το φαινόμενο της ισομέρειας το 1824 αλλά ήταν Berzelius που έδωσε τη λύση μόλις στα 1831. Παρεμπιπτόντως, η ενασχόληση του Wöler με τα ισοκυανικά άλατα, οδήγησε στη θέρμανση του ισοκυανικού αμωνίου το 1828 και στην κατάργηση της «ζωικής δύναμης» που θεωρούνταν απαραίτητη για την ύπαρξη των οργανικών ενώσεων. Αυτή θεωρείται η απαρχή της σύγχρονης Οργανικής Χημείας. Η συνδυασμένη δουλειά των Liebig και Wöler έδωσε καρπούς το 1834 με την πραγματεία τους πάνω στο αμυγδαλέλαιο και την παρατήρηση ότι σε μια σειρά ενώσεων παρατηρείται η ύπαρξη μιας «αυτούσιας ομάδας» με στοιχειομετρία NCO. Η εργασία αυτή ήταν η θεμελίωση της θεωρίας των οργανικών ριζών.

Το αντικείμενο της φυσικής χημείας είχε στηρίγματα στις αρχικές μελέτες περί των αερίων στις αρχές του 19 ου αιώνα (βιομηχανική επανάσταση) ωστόσο θεμελιώνεται θεωρητικά με εργασίες που δημοσιεύονται από το 1850 και κατόπιν. Θερμοδυναμική διαλύματα ηλεκτρολυτών κινητική και χημική ισορροπία αποτελούν τους επιμέρους κλάδους της φυσικής χημείας που αναπτύχθηκε στη συνέχεια με τη συμβολή επιστημόνων όπως οι Ostwald, Arrhenius, van’t Hoff, Clausius, Clapeyron. Κατά τον 17ο και 18ο αιώνα είχε δημιουργηθεί μια «απόσταση» μεταξύ Φυσικής και Χημείας καθώς τα χημικά φαινόμενα ήταν εμφανώς διαφορετικά από το αντικείμενο που πραγματευόταν οι φυσικοί. Στις αρχές του 19ου αιώνα κι ενώ οι χημικοί ενδιαφερόταν για τις μετατροπές των ατόμων στα μόρια, οι φυσικοί ενδιαφερόταν για τη ροή της θερμότητας (κίνηση θερμότητας = δυναμική θερμότητας = θερμοδυναμική). Ως τα 1840 και κυρίως με τις εργασίες των James Prescott Joule (1818-1889) Julius Robert von Mayer (1814-1878) και Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821-1894) είχε γίνει σαφές για τις μορφές ενέργειας κάτι ανάλογο με την αρχή της αφθαρσίας της μάζας. Αυτή η αρχή της διατήρησης της ενέργειας αποτελεί και τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής. Ποιοι είναι όμως οι «κανόνες» για τη ροή της θερμότητας;

Η ροή της θερμότητας οριοθετήθηκε από τους Nicolas Leonard Sadi Carnot (1797-1832), William Thomson (1824-1907) και Rudolf Julius Emanuel Clausius (1822-1888). Για μας βέβαια είναι πλέον αυτονόητο ότι αυτή πραγματοποιείται από περιοχή ψηλής θερμοκρασίας προς περιοχή χαμηλής θερμοκρασίας. Ο όρος εντροπία επινοήθηκε στα 1850 από τον Clausius για τον ακριβή προσδιορισμό του ενεργειακού περιεχομένου ενός κλειστού συστήματος με αναφορά στην απόλυτη θερμοκρασία του. Έδειξε ακόμη πως κάθε αυθόρμητη μεταβολή ενέργειας έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της εντροπίας του συστήματος (δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής). Πως προκύπτει όμως η θερμότητα κατ’ αρχήν; Με την καύση κάποιων καυσίμων υλικών. Συνδετικός κρίκος Φυσικής – Χημείας 1840, Germain Henri Hess (1802-1850). Θερμότητα χημικών αντιδράσεων. Θερμοχημεία (νόμος του Hess, εφαρμογή της αρχής διατήρησης της ενέργειας στη Χημεία). 1860, Berthelot στρέφεται στη θερμοχημεία και κατασκευάζει τα θερμοστατούμενα λουτρά για εκτέλεση θερμοχημικών μετρήσεων (καλορίμετρο). Διάκριση αντιδράσεων σε εξώθερμες και ενδόθερμες. Οι εξώθερμες είναι αυθόρμητες, προς την αντίθετη κατεύθυνση θα είναι ενδόθερμες (αρχή Lavoisier – Laplace). Παράδειγμα, η βίαιη αντίδραση υδρογόνου με οξυγόνο. Η αντίστροφή της για πραγματοποιηθεί απαιτεί πρόσληψη ενέργειας, κυρίως ηλεκτρικής (ηλεκτρόλυση). Συμβαίνουν όμως οι «αντίστροφες» αντιδράσεις;

Σήμερα πάλι μας φαίνεται αυτονόητο να αναφερόμαστε στις δύο φορές των χημικών αντιδράσεων. Όχι όμως τον 18ο και 19ο αιώνα όταν το ζητούμενο ήταν ένα συγκεκριμένο προϊόν. Τον καιρό του Berthelot ήταν ήδη γνωστές αντιδράσεις που «ξεκινούσαν» από τα αριστερά ή από τα δεξιά σύμφωνα με την τρέχουσα γραφή τους. Ήταν κυρίως γνωστά τα δεδομένα του Wiliamson (1850) για τους αιθέρες και ακόμη ότι μετά από μια χρονική στιγμή, αποκαθίστατο μια ισορροπία στο μείγμα, δηλαδή οι ποσότητες των αντιδρώντων και των προϊόντων παρέμεναν σταθερές. Ο Wiliamson ήταν από τους λίγους που πίστευε ότι η ισορροπία αυτή ήταν φαινομενική κι ότι το σύστημα ήταν δυναμικό. Αρχή της χημικής κινητικής. Συνεπώς ήταν «κάτι ακόμη» εκτός από την έκλυση θερμότητας που έκανε κάποιες αντιδράσεις αυθόρμητες. Τι ήταν όμως αυτό το κάτι; Συνδυάζοντας δεδομένα τριών κατηγοριών αντιδράσεων και ξεκινώντας από βασικά στοιχεία της χημικής κινητικής, οι Cato Maximillian Guldberg (1836-1902) και Peter Waage (1833-1900) έδωσαν στα 1863 μια ερμηνεία. Η ερμηνεία τους ξέφευγε από τις μάζες των αντιδρώντων σωμάτων και κατέληξε στη γνωστή σχέση του νόμου δράσης των μαζών, όπου όμως αναφέρονται οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων σωμάτων. Η εργασία τους μεταφράστηκε στα Γερμανικά μόλις το 1879! Υπήρχε όμως και συνέχεια στην εφαρμογή της θερμοδυναμικής στη Χημεία κι αυτή πραγματοποιούνταν από τον Josiah Willard Gibbs (1839-1903) που εισήγαγε την έννοια της ελεύθερης ενέργειας στην οποία ήταν ενσωματωμένη η εντροπία στο θερμικό περιεχόμενο μιας αντίδρασης.

Η μείωση της ελεύθερης ενέργειας ενός συστήματος αποδείχθηκε το απόλυτο κριτήριο για τον αυθόρμητο χαρακτήρα οποιασδήποτε μεταβολής στο σύστημα. Παραπέρα, ο Gibbs (1876, 1878) έδειξε ότι μεταβολές στις συγκεντρώσεις των αντιδρώντων οδηγούν σε μεταβολές της ελεύθερης ενέργειας του συστήματος της αντίδρασης και ονόμασε χημικό δυναμικό το ρυθμό μεταβολής της ελεύθερης ενέργειας με τη μεταβολή στη συγκέντρωση των αντιδρώντων σωμάτων. Τελικά ήταν το χημικό δυναμικό που «έσπρωχνε» τις χημικές αντιδράσεις στο να πραγματοποιηθούν. Στη θέση της χημικής ισορροπίας μιας αντίδρασης το χημικό δυναμικό βρίσκεται σε ελάχιστο. Οι εργασίες του Gibbs μεταφράστηκαν στα Γερμανικά από τον Friedrich Wilhelm Ostwald (1853- 1932) στα 1892! Ο Ostwald θεμελίωσε στην ουσία τον τομέα της φυσικής χημείας με την έννοια της μελέτης των φυσικών μεταβολών στην πορεία χημικών αντιδράσεων. Κατάλυση. Πολύ χρήσιμη, γνωστή ήδη από τα 1812 οπότε ο Κίρκοφ είχε αναφέρει την όξινη υδρόλυση του αμύλου προς σάκχαρο (απλό βράσιμο αιωρήματος αμύλου δε δίνει τίποτε). Απλή και σχετικά πλήρης εφαρμογή των ιδεών του Gibbs παρόλο που η λέξη είχε ήδη χρησιμοποιηθεί από το 1835 από τον Berzelius (διάσπαση Η 2 Ο 2 με πυρολουσίτη). Η καταλυτική δράση μεταλλικών επιφανειών ή λεπτά διαμερισμένων μετάλλων είχε αναφερθεί κι από τον Davy ήδη από το 1816. Η βασική θεωρία για τη διαδικασία της κατάλυσης, δηλαδή τη δημιουργία ενός ενδιαμέσου προϊόντος με ευνοϊκό ενεργειακό συσχετισμό προς τα τελικά προϊόντα, διατυπώθηκε στα 1894 από τον Ostwald.

Οι εργασίες του Gibbs μεταφράστηκαν στα Γαλικά το 1899 από τον Henri Louis Le Chatelier (1850-1936). Σ’ αυτόν οφείλεται η διατύπωση της σχετικής αρχής που διέπει την τάση ενός συστήματος να διατηρήσει τη θέση ισορροπίας του. Η αρχή της φυγής προ της βίας διατυπώθηκε στα 1888 και αρχικά εξέταζε μείγματα αντιδρώντων αερίων σωμάτων κάτω από μεταβολές πίεσης. Στα διαλύματα όμως τι γίνεται; Κάτι ανάλογο. Ήδη ως τα 1886 ο Jacobus Henricus van 't Hoff (1852-1911) είχε δείξει ότι σε σχετικά αραιά διαλύματα τα μόρια της διαλυμένης ουσίας συμπεριφέρονται όπως θα αναμενόταν για μόρια ιδανικού αερίου σε ίδιο όγκο (οσμωτική πίεση). Αλλά πως κινούνται τα μόρια αυτά; Η απάντηση ήταν εν μέρει κρυμένη στη γνωστή κίνηση Brown (Robert Brown (1773-1858), σκότος βοτανολόγος). Η θεωρητική επεξεργασία του φαινομένου οφείλεται στον Einstein (1905) που απέδωσε την κίνηση στην άτακτη πρόσκρουση στο μόριο-στόχο, μορίων νερού. Στα 1908 ο Jean Baptiste Perrin (1870-1942) έκανε τους απαραίτητους υπολογισμούς και εκτίμησε για πρώτη φορά το μέγεθος των μορίων του νερού και κατ’ επέκταση και το μέγεθος των ατόμων που το αποτελούσαν. Κι ο ηλεκτρισμός ως πηγή ενέργειας; Ο ηλεκτρισμός είχε δώσει πολλά από τα πιο δραστικά στοιχεία μέσα από τα χέρια του Davy και τους δύο νόμους της ηλεκτρόλυσης από τα χέρια του Faraday (ελληνική ορολογία). Όμως ο ηλεκτρισμός έκανε κι άλλα πράγματα και, κυρίως, μπορούσε να παραχθεί μέσα από κάποιες χημικές αντιδράσεις.

Η πλήρης διερεύνηση της επίδρασης του ηλεκτρισμού στις χημικές αντιδράσεις προέκυψε από την εφαρμογή της θερμοδυναμικής στις χημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στις μπαταρίες. Walther Hermann Nernst (1864-1941) και 1889. Τα χαρακτηριστικά του παραγόμενου ρεύματος συσχετίζονται με τη μεταβολή της ελεύθερης ενέργειας της αντίδρασης που προκαλεί το ρεύμα. Και έπεται η φωτοχημεία. Είναι γνωστή από πολύ παλιά η χρήση φωτός για πραγματοποίηση αντιδράσεων καθώς και η παραγωγή φωτός από αντιδράσεις. Ως τα 1830 ήταν πρακτικά εφαρμόσιμη η φωτοχημική διάσπαση μορίων απλών ενώσεων του αργύρου πάνω σε στερεό υπόβαθρο με στόχο την καταγραφή απεικονίσεων.

Μια νταγκεροτυπία του Νταγκέρ (Louis Jacques Mande Daguerre, 1787-1851) από το 1846. Η νταγκεροτυπία ήταν η πρώτη εφαρμόσιμη μέθοδος απεικόνισης αντικειμένων. Βάση της ήταν η αναγωγή του αργύρου από λεπτό στρώμα ιωδιούχου αργύρου που είχε παραχθεί επί τόπου πάνω στην επιφάνεια της πλάκας (αρχικά χάλκινης, αργότερα γυάλινης και τελικά χάρτινης). Το πρόβλημα της «στερέωσης» επιλύθηκε σταδιακά με τη χρήση διαφόρων μεθόδων, από τις οποίες αξίζει να αναφερθούν η χρήση διαλύματος κοινού αλατιού και διαλύματος υποθειώδους νατρίου. Η αρχική διαδικασία απαιτούσε μεγάλους χρόνους έκθεσης ενώ με σταδιακές βελτιώσεις, οι χρόνοι αυτοί έπεσαν, γύρω στα 1845, σε μερικές δεκάδες δευτερόλεπτα.

Πάλι πίσω στον ηλεκτρισμό και τα διαλύματα. Οι παρατηρήσεις του Davy για την κατανομή των προϊόντων της ηλεκτρόλυσης και του Berzelius για την εμφάνισή τους μόνο στα ηλεκτρόδια, σχημάτισαν τη βάση για τη δυιστική θεωρία του τελευταίου. Σύμφωνα μ’ αυτήν όλες οι ανόργανες τουλάχιστον ενώσεις περιγράφονται ως η σύνδεση ενός θετικού κι ενός αρνητικού τμήματος. Θεωρούσε ακόμη πως όλα τα στοιχεία βρίσκονται σε ενώσεις με οξυγόνο που είναι το πιο ηλεκτραρνητικό. Συνεπώς, για ένα μέταλλο Μ και ένα αλογόνο Χ ισχύει: Μ + Ο  ΜΟ + και Χ + Ο  ΧΟ - Η διαδικασία της εξουδετέρωσης των δύο δίνει ως προϊόν το (ΜΟ)(ΧΟ). Στα επόμενα χρόνια οι επίμονες μελέτες του Faraday έδωσαν μεταξύ άλλων και την πρότασή του ότι ο ηλεκτρισμός μέσα στα διαλύματα που υφίσταντο ηλεκτρόλυση κυκλοφορούσε με τη μορφή σωματιδίων, τα οποία ονόμασε ιόντα. Παρόλο που μεταγενέστερες μελέτες έδειξαν ότι τα ιόντα φαινόταν να κινούνται με διαφορετικές ταχύτητες σε διαφορετικά διαλύματα, κανείς δεν ασχολήθηκε συστηματικά με τον προσδιορισμό της φύσης των ιόντων αυτών. 1887, Francois Marie Raoult (1830-1901). Η μελέτη των σημείων πήξης και βρασμού διαλυμάτων οδήγησε στη διατύπωση της σχέσης του γνωστού νόμου του Raoult. Η μερική τάση ατμών ενός διαλύτη πάνω από διάλυμά του σχετίζεται με το μοριακό κλάσμα του στο διάλυμα. Η σχέση κατέρρεε όμως για διαλύματα όπως το αλάτι και άλλες ενώσεις που περιγραφόταν καλά από τη δυιστική θεωρία. Αναγνώριση του ιοντικού χαρακτήρα των διαλυμάτων των αλάτων (καταρχήν).

Το 1884 ο Arrhenius παρουσίασε τη διδακτορική διατριβή του. Σ’ αυτήν, αφού υπέθεσε ότι τα άλατα διάσπώνται όταν διαλυθούν, ότι τα διασπασμένα τμήματα είναι οι φορείς του ηλεκτρισμού κι ότι δεν είναι άτομα αλλά ιόντα, δηλαδή φέρουν το δικό τους φορτίο, κατέληξε στη διατύπωση της θεωρίας της ηλεκτρολυτικής διάστασης. Ο ίδιος έδωσε στα 1889 τον τρόπο σύνδεσης της χημικής κινητικής με τη θεωρία του Ostwald περί κατάλυσης. Ενέργεια ενεργοποίησης. Η κινητική θεωρία των αερίων είχε ήδη προταθεί από την προηγούμενη δεκαετία από τους James Clerk Maxwell (1831-1879) και Ludwig Boltzmann (1844-1906). Σ’ αυτήν οι οντότητες του αερίου αντιμετωπίστηκαν ως σφαίρες με άτακτη κίνηση. Η θεωρία εξηγούσε με βάση κάποιες υποθέσεις, τους νόμους των αερίων. Οι αποκλίσεις από την ιδανική συμπεριφορά, έδωσαν την αφορμή στον Johannes Diderik Van der Waals (1837-1923) να διατυπώσει (1873) διαφοροποιημένες εξισώσεις για τη συμπεριφορά των πραγματικών αερίων, στις οποίες υπήρχαν παράμετροι που σχετίζονταν με την έκταση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ τους καθώς και με το μέγεθός τους. Έτσι εμφανίζεται κι άλλο ένα στοιχείο για την πραγματική ύπαρξη των ατόμων που την αρνούνταν κυρίως οι φυσικοχημικοί επειδή δεν «ταίριαζε» στις μετρήσεις τους. Που βρίσκονται όμως τα άτομα και πως συμπεριφέρονται;

Τα άτομα είναι ακόμη μικρές συμπαγείς σφαίρες και δεν απασχολούν παρά μερικούς καθαρά ανόργανους χημικούς, που παρατηρούν κάποιες ομοιότητες στις χημικές συμπεριφορές των διαφόρων στοιχείων. Οι ποικίλες μετρήσεις των χημικών έδιναν αποτελέσματα που δεν βοηθούσαν τη διάδοση της ατομικής θεωρίας. Η υπόθεση του Avogadro παρέμεινε υπόθεση από τα 1810 ως το 1860 οπότε ο συμπατριώτης του Cannizzaro κοινοποίησε με φυλλάδιο τις απόψεις του στο πρώτο διεθνές συνέδριο Χημείας στην Karlsruhe. Βάση και πάλι η θερμοχημεία και οι ειδικές θερμότητες των αερίων ή εξαεριωμένων στοιχείων (ατομικότητα). Διάφοροι ορισμοί με την ασάφειά τους συνέτειναν πάλι στο ίδιο αποτέλεσμα (Frankland, atomicity – valency). Johann Wolfgang Döbereiner (1780-1849). Στην περίοδο 1817-1829 δημιουργεί τις τριάδες του. Leopold Gmelin (1788-1853). Ως το 1843 βρίσκει 10 τριάδες, 3 τετράδες και 1 πεντάδα στοιχείων! Julius Lothar Meyer (1830-1895). Το 1864 δημοσιεύει κατάταξη 49 στοιχείων σύμφωνα με το σθένος τους. John Alexander Reina Newlands (1837-1898). Το 1864 αντιμετωπίζει συνέπειες από το νόμο των οκτάβων. Dmitri Ivanovich Medeleev (1834-1907). Δίνει ένα «σύγχρονο» περιοδικό πίνακα. Κατάταξη των στοιχείων κατά ατομικό βάρος γενικά αλλά με βασικότερο κριτήριο τις χημικές ιδιότητες. Πρωθύστερα και κενά (!!!) στα 1869. Δύο κενά συμπληρώθηκαν στα 1875 (Ga) και και 1886 (Ge). Κι όμως, δεν πίστευε στην ατομική θεωρία.

Η εξέλιξη της Οργανικής Χημείας ήταν ραγδαία μετά το πρώτο τέταρτο του 19ου αιώνα. Η οργανική σύνθεση έγινε «του συρμού» και με τη βοήθεια των εξελισσόμενων αναλυτικών μεθόδων κυριάρχησε στο χώρο της Χημείας για καιρό. Ο Jean Baptiste André Dumas (1800 - 1884) παρατηρώντας τη λευκαντική δράση του χλωρίου και εξετάζοντας την επίδρασή του σε οργανικά υλικά επιχείρησε να αντικαταστήσει τη δυιστική θεωρία με τη θεωρία της αντικατάστασης, που είχε τα εξής βασικά σημεία: 1Όταν ένα σώμα που περιέχει υδρογόνο υπόκειται στην αφυδρογονωτική δράση του χλωρίου, βρωμίου, ιωδίου ή οξυγόνου, για κάθε άτομο υδρογόνου που χάνει προσλαμβάνει αντίστοιχα ένα άτομο χλωρίου, βρωμίου, ιωδίου ή μισό άτομο οξυγόνου 2Αντίστοιχα ισχύουν ακόμη και όταν η ένωση περιέχει οξυγόνο. 3Όταν ένα υδρογονωμένο σώμα περιέχει νερό, αυτό το νερό χάνει το υδρογόνο του χωρίς καμιά διαδικασία αντικατάστασης, όμως αν απομακρυνθεί επιπλέον ποσότητα υδρογόνου, ισχύει ο προηγούμενος κανόνας. Είχε προηγηθεί η ιδέα της ύπαρξης ενός βασικού σκελετού στις οργανικές ενώσεις, όπου με αντιδράσεις αντικατάστασης μπορούσε να δημιουργηθούν παράγωγα του σκελετού (August Laurent, 1808-1853). Η επαναδιατύπωση από τον Dumas ήρθε ως θεωρία των τύπων, όπου ως τύπος εννοείται μια ενιαία διάταξη ατόμων η οποία παραμένει ως σχέση μεταξύ ισοδυνάμων αναλλοίωτη αφού μπορεί να πραγματοποιηθούν σ’ αυτήν αντιδράσεις αντικατάστασης του υδρογόνου από ισοδύναμες ποσότητες χλωρίου, βρωμίου, ιωδίου κλπ.

Η παρατήρηση ομάδων οργανικών ενώσεων με κοινό σκελετό ή τύπο και η χημική τους ανάλυση, προχώρησε από τον Charles Gerhard (1816-1856) στην πρόταση της ύπαρξης ομόλογων σειρών. Ο August Wilhelm von Hofmann (1818-1892) πραγματοποίησε μεγάλα επιτεύγματα, μεταξύ των οποίων και η απομόνωση και ο χαρακτηρισμός σειράς προϊόντων κατά την πορεία της σταδιακής αντικατάστασης ατόμων Η από άλλα άτομα, όπως π.χ. στην ανιλίνη. Πιστοποίησε ότι τα αλογονωμένα παράγωγα ήταν επίσης βασικά σώματα αλλά πολύ λιγότερο από τη μητρική ένωση και το απέδωσε στον ηλεκτραρνητικό χαρακτήρα των αλογόνων. Παρόλα ταύτα, η θεωρητική βάση της Οργανικής Χημείας υστερούσε επειδή δεν υπήρχε κάτι κοινό και βασικό σ’ όλη της την έκταση. Η τετρασθένεια του άνθρακα ήταν γενικά αποδεκτή αλλά όχι πάντα φανερή. Επίσης ήταν γενικά κατανοητός ο σχηματισμός αλυσίδων από άτομα άνθρακα, χωρίς να είναι πάντα σαφές ποιού είδους αλληλεπιδράσεις υπήρχαν μεταξύ των ατόμων αυτών.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ο όρος Οργανική Χημεία είναι προϊόν έμπνευσης του Berzelius (1806) και αποδίδεται με τη σημερινή έννοια του όρου Βιοχημεία. Η συνθετική Οργανική Χημεία είχε ξεκινήσει δειλά με τις παρατηρήσεις και τις αντιδράσεις του Michel Eugène Chevreul (1786 - 1889) πάνω στο σαπούνι και τα συστατικά του. Απομόνωσε και μελέτησε τα λιπαρά οξέα που βρισκόταν σε ζωϊκά προϊόντα. Το καθαυτό ξεκίνημα της βιομηχανικής Οργανικής Χημείας οφείλεται σε μια τυχαία ανακάλυψη του μικρού και ενθουσιώδους William Henry Perkin (1838-1907) που προσπαθώντας να συνθέσει το φάρμακο της κινίνης παρήγαγε ένα εντυπωσιακό πορφυρό υλικό που ονόμασε μωβεϊνη και ήταν η πρώτη τεχνητή χρωστική ουσία (1856). Η τετρασθένεια του άνθρακα προτάθηκε ξεχωριστά από τον Friedrich August Kekulé (1829- 1896) και τον Archibald Scott Couper (1831-1892) στο διάστημα μεταξύ 1857 και 1858. Οι πρώτες απεικονίσεις των προτεινόμενων δομών παρουσιάστηκαν το 1864 από τον Alexander Crum Brown (1838 -1922).

Η ανθρακική αλυσίδα, δηλαδή η υπόθεση κορεσμού ενός σθένους άνθρακα από άλλο άνθρακα δεν ήταν κάτι αυτονόητο. Προτάθηκε και ισχυροποιήθηκε με βάση πειραματικά δεδομένα. Οι ακόρεστες ενώσεις ήταν πάντοτε ένα πρόβλημα. Ο διπλός δεσμός στο αιθένιο αντιμετωπίστηκε σχετικά εύκολα με βάση πειραματικά δεδομένα (αντιδράσεις ανόρθωσης). Αντίστοιχα και στο ακετυλένιο. Όμως στο βενζόλιο υπήρχε μεγάλο πρόβλημα. Ο Kekule (1865) χρησιμοποίησε και στοιχεία από την ύπαρξη ενός μόνο μονο- παραγώγου και τριών δι-παραγώγων στα υποκατεστημένα βενζόλια. Η αδυναμία σύνθεσης προϊόντων προσθήκης έδωσε τη βάση για την υπόθεση των δύο διαφορετικών δομών με εναλλασσόμενους διπλούς και απλούς δεσμούς. Έτσι ξεκίνησε η χημεία των αρωματικών ενώσεων, ενώ παράλληλα ανακαλύφθηκαν και άλλες ενδιαφέρουσες ενώσεις (θειοφαίνιο, Victor Meyer).

Η πόλωση του φωτός και η δομή των οργανικών ενώσεων. Η πόλωση του φωτός από κρυστάλλους περιγράφηκε από τον Huygens στα τέλη του 17ου αιώνα. Ο Jean Baptiste Biot (1774-1862) παρατήρησε το ίδιο σε διαλύματα το 1815. Άλατα τρυγικού οξέος είχαν αναφερθεί από τον Scheele (1769) ενώ ένα ισομερές του με το όνομα ρακεμικό δεν εμφάνιζε την ιδιότητα της μεταβολής της πόλωσης. Αυτό το τελευταίο το διαπίστωσε ο Biot στα 1830. Στα 1874 και ανεξάρτητα μεταξύ τους οι Joseph-Achille Le Bel, 1847–1930) και van't Hoff υπέθεσαν ότι υπεύθυνος για την εμφάνιση της ιδιότητας της μεταβολής στην πόλωση ήταν ένας άνθρακας του μορίου που θα μπορούσε να εμφανίζει το φαινόμενο λόγω της ασυμμετρίας στην υποκατάστασή του. Αυτό ήταν δυνατόν αν ο άνθρακας είχε διαταγμένα τα «σθένη» του όχι τετραγωνικά αλλά τετραεδρικά γύρω του.

1884, Ο Hermann Emil Louis Fischer (1852-1919) προτείνει δομή για την πουρίνη και αρχίζει την πολύχρονη μελέτη του στα σάκχαρα. Στην πορεία της χρησιμοποίησε την γνωστή προβολή Fischer για την καλύτερη απόδοση του τετράεδρου άνθρακα. Τα νέα οργανικά μόρια βοηθούν στην πρόοδο της Ανόργανης Χημείας. Ενώσεις του Co με αμμωνία και άλλα απλά μόρια είναι γνωστές από παλιά. Η στοιχειομετρία τους όμως τις καθιστά «περίπλοκες», complex. Η κλασική χημική ανάλυση επιτείνει ακόμη το πρόβλημα καθώς υπάρχει δυσκολία στην εκτίμηση του αριθμού π.χ. των ιόντων χλωρίου σε κάθε μόριο. CoCl 3 (NH 3 ) 6, CoCl 3 (NH 3 ) 5, CoCl 3 (NH 3 ) 4. Ο Hoffmann και άλλοι υπέθεσαν τη δυνατότητα δημιουργίας αλυσίδων Ν όπως γινόταν με τον C. Ο Sophus Mads Jørgensen (1837-1914) εφάρμοσε την αντίληψη αυτή με σχετική επιτυχία, θεωρώντας ως ιοντικά τα ακραία άτομα χλωρίου στις αλυσίδες.

Η συμβολή του Alfred Werner (1866 -1919) ήταν στη θεώρηση δύο διαφορετικών ειδών σθένους για το μέταλλο, το πρωτεύον που ικανοποιείται από τα ανιόντα και το δευτερεύον που καλύπτεται από τα άλλα μόρια, π.χ. ΝΗ 3. Αναγκάστηκε να υποθέσει οκταεδρική γεωμετρία για τα μέταλλα αλλά η θεωρία του επιβεβαιώθηκε όταν οι αντίπαλες θεωρίες δεν μπόρεσαν να εξηγήσουν την ύπαρξη ισομερών στην περίπτωση κάποιων ενώσεων όπως [Co(en) 2 (NH 3 )Cl] 2+. Η θεώρηση του Werner για μια εσωτερική σφαίρα όπου υπάρχουν τα μόρια που καλύπτον το δευτερεύον σθένος και για μια εξωτερική όπου υπάρχουν τα απαραίτητα ανιόντα μας ακολουθεί ως σήμερα (σφαίρα συναρμογής). Όλα για το άτομο Εξελίξεις στη Φυσική και την τεχνολογία. William Crookes (1832-1919) ιδιότητες των καθοδικών ακτινοβολιών, το 1879. George Johnstone Stoney (1826 - 1911) ονομασία «ηλεκτρίνο» για το φορέα του ηλεκτρισμού το 1894. Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923) ανακάλυψη των ακτίνων Χ, το 1895. Henri Becquerel (1852-1908) ανακαλύπτει τον αυθόρμητο χαρακτήρα της εκπομπής των ακτίνων Χ, σε ορυκτό του ουρανίου, το 1896. Joseph John Thomson (1856-1940) προσδιόρισε το λόγο μάζας/φορτίου του ηλεκτρονίου το 1897. Ernest Rutherford (1871-1937) εντοπίζει και ονομάζει τις ακτινοβολίες που εξέπεμπαν ραδιενεργά σώματα, το 1899.

Η Marie Sklodowska-Curie (1867-1934) υποστηρίζει το 1897 ότι η ραδιενεργός ακτινοβολία είναι ιδιότητα του ατόμου και απομονώνει μερικά ακόμη ραδιενεργά στοιχεία. Ο Frederick Soddy (1877-1956) αποδεικνύει την ύπαρξη ισοτόπων και σε συνεργασία με τον Rutherford αποδίδουν την ανώμαλη συμπεριφορά εκπομπής κάποιων ραδιενεργών σωμάτων στη μετατροπή τους σε άλλα στοιχεία (1903). Υπό την επίβλεψη του Rutherford αρχίζει το 1908 μια απόπειρα προσδιορισμού του λόγου μάζας/φορτίο για τις ακτίνες α, αλλά καταλήγει στον εντοπισμό του πυρήνα του ατόμου που ανακοινώνεται το 1911. Ο Max von Laue (1879–1960) αποδεικνύει το 1912 ότι οι ακτίνες Χ περιθλώνται από κρυστάλλους και ο Henry Gwyn-Jeffreys Moseley (1887–1915) συνδέει τη θέση της συχνότητας εκπομπής ακτίνων Χ με ένα ακέραιο αριθμό, χαρακτηριστικό για κάθε στοιχείο, τον ατομικό αριθμό.

Το 1913 ο Niels Henrik David Bohr (1885-1962) προτείνει το πρώτο ικανοποιητικό ατομικό πρότυπο με τις γνωστές κβαντισμένες κυκλικές τροχιές των ηλεκτρονίων. Ως τα 1920 επιδέχεται τις διορθώσεις από τον Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld (1868-1951) για την ύπαρξη ελλειπτικών τροχιών και εισάγεται έτσι ο δεύτερος κβαντικός αριθμός. Στη διδακτορική του διατριβή το 1924, ο Louis Victor Pierre Raymond de Broglie (1892-1987) υπέδειξε τη δυνατότητα περιγραφής του κινουμένου ηλεκτρονίου με μορφή κύματος. Σ’ αυτήν βασίστηκε ο Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger (1887-1961) για να δώσει, ξεκινώντας από το 1926, τη βάση της περιγραφής του ατόμου με την εξίσωσή του που επεκτάθηκε στη συνέχεια με την εφαρμογή των μητρών από τον Heisenberg. Η δομή του ατόμου πήρε την οριστική της μορφή στα 1932 με την θεωρητική απόδειξη για την ύπαρξη ουδέτερων σωματιδίων στον πυρήνα από τον James Chadwick (1891-1974).

Μεταλλουργία. Αρχαιότατη διαδιακασία. Μέταλλα. Χαρακτήρισαν τις εποχές της ιστορίας του ανθρώπου Εκ-μετάλλευση Μικροαντικείμενα ήδη από την 5η χιλιετία π.Χ., μάλλον μετεωριτικής προέλευσης. Εδώ ένα «σουβλί» από την εγγύς Ανατολή, εύρημα σε τάφο γυναικός της περιόδου 5100 – 4600 π.Χ.

Η διάδοση των τεχνικών της μεταλλουργίας πολύ σύντομη, πιθανότατα «ανακαλύφθηκαν» διάφορες μέθοδοι περίπου ταυτόχρονα σε πολλές περιοχές.

Οι διαδικασίες εκμετάλλευσης χαρακτηρίζουν καθεμιά από τις ανθρώπινες κοινωνίες ενώ η μελέτη τους μπορεί να δώσει στοιχεία για τις οικονομικές και πολιτιστικές επαφές τους με άλλες σύγχρονες κοινωνίες. Η σύγχρονη έρευνα συνίσταται από μελέτες των δομών (υπέργειων και υπόγειων) στη διαδικασία εκμετάλλευσης κοιτασμάτων, των εργαλείων που χρησιμοποιήθηκαν, των απορριμμάτων καθώς και των τελικών μεταλλικών αντικειμένων που προέκυψαν από την εποχή του μπρούτζου μέχρι και την πρόσφατη περίοδο. Οι φασματοσκοπικές τεχνικές κάνουν δυνατή τη μελέτη όλων των παραπάνω και μάλιστα με τρόπο μη καταστροφικό για το περιβάλλον ή για το υλικό που εξετάζεται. Έτσι, προκύπτουν στοιχεία για τη φύση και την έκταση της εξόρυξης, της μεταλλουργίας, της μετέπειτα κατεργασίας του μετάλλου μέχρι να δώσει τα τελικά μεταλλικά αντικείμενα (όπλα, σκεύη, εργαλεία), ενδεχομένως και για τις εμπορικές οδούς τόσο των πρώτων υλών όσο και των τελικών αντικειμένων. Αυτά τα στοιχεία, εκτός από ιστορική χρησιμότητα, μπορούν να βοηθήσουν τους σύγχρονους μεταλλειολόγους για την ανεύρεση παλιών ορυχείων και κοιτασμάτων που απέμειναν ανεκμετάλλευτα.

Οι πρακτικές διαδικασίες μεταλλουργίας ξεκινούν με την αρχική εκσκαφή και την πρώτη διάνοιξη και στήριξη μεταλλευ- τικής σήραγγας και συνεχίζουν μέχρι και τις διαδικασίες απόφραξής της μετά την εξάντληση του ορυκτού, κάτι που στις ημέρες μας θα ονομαζόταν περιβαλλο- ντική αποκατάσταση. (De Re Metallica του Georg Bauer ή Agricola, 1556).

Η μέθοδος εξόρυξης και στη συνέχεια η μεταλλουργική διαδικασία και η κατεργασία του υλικού ως το σχηματισμό του τελικού προϊόντος (αναθήματος, εργαλείου, όπλου) σχετίζονται με την κουλτούρα, την τεχνογνωσία αλλά και τα διαθέσιμα ορυκτά, ειδικότερα τις προσμίξεις τους. Η εμπειρία των μεταλλουργών ήταν σημαντική για τον καθορισμό της υφής και της χρησιμότητας του τελικού προϊόντος. Η κλασική Αναλυτική Χημεία παίζει σημαντικό ρόλο καταρχήν για τον προσδιορισμό της σύστασης των αντικειμένων που έχουν βρεθεί, των υπολειμμάτων της κατεργασίας καθώς και των υπολειπομένων ποσοτήτων από μετάλλευμα (Ρωμαίοι, ανάκτηση αργύρου μόνο μέχρι 150 ppm). Η σύχρονη Αναλυτική Χημεία, με τη συνεπικουρία των φασματοσκοπικών και άλλων φυσικών μεθόδων μπορεί να προχωρήσει πολύ περισσότερο. Μπορεί να προσδιορίσει την προέλευση ενός υλικού, την πιθανή προσθήκη στο υλικό κατά τη μεταλλουργία κάποιου άλλου σώματος, τη διαδικασία της κατεργασίας του υλικού για να μορφοποιηθεί το τελικό προϊόν.

Ο έλεγχος για παράδειγμα της μικροδομής ενός μεταλλικού αντικειμένου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί ο τρόπος κατεργασίας του και μέσω αυτού να ανακαλυφθεί για παράδειγμα η εισαγωγή ενός ψευδούς αντικειμένου σε μια συλλογή αρχαίων μεταλλικών αντικειμένων. Μεγέθυνση δειγμάτων από δύο υλικά με την ίδια περίπου χημική σύσταση. Πρόκειται για δείγματα μπρούτζου με Sn και Pb. Το δείγμα αριστερά έχει υποστεί ανόπτηση και για το λόγο αυτό εμφανίζει δύο ευμεγέθεις κόκκους και διάσπαρτα μικρά συσσωματώματα από ένα ευτηκτικό μίγμα ενώ το ακατέργαστο έχει μεγάλο αριθμό διάσπαρτων μικρών κρυστάλλων που ανήκουν σε διαφορετικές κρυσταλλικές φάσεις του αρχικού υλικού.

Στη συγκεκριμένη δορυφορική φασματογραφική απεικόνιση της επιφάνειας της γης, διακρίνεται μια περιοχή γνωστή ως Khirbat en-Nahas που βρίσκεται στην έρημο της Ιορδανίας μεταξύ της Νεκράς Θάλασσας και του κόλπου της Άκαμπα. Ο οικισμός είναι σημειωμένος στο κέντρο περίπου ενώ οι σκούρες περιοχές στη φωτογραφία αυτή αντιστοιχούν σε επιφανειακές αποθέσεις μετάλλων που οφείλονται στα υπολείμματα της κατεργασίας του χαλκού που εξορυσσόταν στην περιοχή.

Λεία τοιχώματα με ίχνη αιθάλης στο άνοιγμα, σημαίνουν χρήση του πρώιμου βοηθού των μεταλλουργών, της φωτιάς. Συνήθως συνοδεύονται από συστηματική επανατοποθέτηση των απορριμάτων και των σκωριών της διαδικασίας στο άνοιγμα. Ακόμη, στα ευρήματα συγκαταλλέγεται η χαρακτηριστική μικροδομή Τα λίθινα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν κατά τη χαλκολιθική περίοδο έχουν αφήσει όχι μόνο υπολείμματά τους αλλά και εμφανή σημεία με μικρές αυλακιές ή κοιλώματα στο κατά τα άλλα λειασμένο τοίχωμα. Πολλές λεπτές και παράλληλες αυλακιές στα τοιχώματα είναι ενδεικτικές της χρήσης μεταλλικών αξίων ή άλλων αντίστοιχων αντικειμένων που ήταν σε χρήση τουλάχιστον από τα μέσα της εποχής του μπρούτζου. Τομή ενός επιφανειακού μεταλλείου στην περιοχή των μεγάλων λιμνών στη βόρεια Αμερική. Με α σημειώνεται η εκσκαφή που πραγματοποιήθηκε και που καλύφθηκε εν μέρει με το απορριφθέν υλικό, c είναι οι θέσεις όπου βρέθηκε χαλκός και d η διαδρομή του υπόγειου ορύγματος.

Ο χρυσός είναι μέταλλο μαλακό και εύκολο στην κατεργασία ενώ δύσκολα οξειδώνεται ή αλλοιώνεται επιφανειακά. Έτσι αποτέλεσε υλικό αποταμίευσης των πλουσίων από πολύ παλιά. Ωστόσο δεν είναι εύκολο να κατασκευαστούν εργαλεία ή άλλα αντικείμενα από καθαρό χρυσό και κατά συνέπεια συνήθως υπάρχουν αντικείμενα από κράματα με άλλα μέταλλα, συνήθως χαλκό ή άργυρο. Αν σφυρηλατηθεί σχηματίζει πολύ λεπτά φύλλα που μπορούν να απλωθούν επάνω σε οποιαδήποτε επιφάνεια ή να σφυρηλατηθούν επί τόπου καλύπτοντας το υποκείμενο υλικό. Αυτό έχει βοηθήσει συχνά την αρχαιολογία όταν το εφήμερο υλικό, π.χ. ξύλο, έχει καταστραφεί, γιατί το φύλλο του χρυσού μένει ανέπαφο και φανερώνει το σχήμα που είχε το υλικό το οποίο κάλυπτε.

Ο άργυρος δεν απαντά σε καθαρή μορφή σε ποσότητες που να είναι εκμεταλλεύσιμες. Συνηθέστατα προκύπτει ως παραπροϊόν της διαδικασίας παραγωγής μολύβδου. Είναι μαλακό υλικό και συνήθως απαντά σε αντικείμενα με τη μορφή κραμάτων του. Ειδικότερα ένα κράμα του με χρυσό, το οποίο έχει φυσική ύπαρξη αλλά μπορεί και να παρασκευαστεί τεχνητά είναι το καλούμενο ήλεκτρο, το οποίο σε κάποιες περιπτώσεις θεωρείτο ακόμη και πιο ακριβό από τον καθαρό χρυσό. Το ήλεκτρο φαίνεται από αρχαιολογικά τεκμήρια κυρίως από την περιοχή της Μεσοποταμίας και της Αιγύπτου πως ήταν το πρώτο υλικό το οποίο χρησιμοποιήθηκε για μια μορφή πληρωμής καθώς ανακαλύφθηκαν σχηματοποιημένα κομμάτια του υλικού με σφραγίδα προέλευσης, κάτι που έχει τη θέση της πιστοποίησης του βάρους και κατά συνέπεια της αξίας του συγκεκριμένου τεμαχίου.

Αριστερά, πλήρης ανασύσταση του τσεκουριού του αποκαλούμενου «ανθρώπου του Ötzi» που αποτελείται από εξαιρετικά καθαρό χαλκό. Ο άνθρωπος αυτός έζησε στις Άλπεις την περίοδο 3300 – 3100 π.Χ. Στη μέση, χάλκινος καθρέφτης με ξύλινη χειρολαβή από την περίοδο του Αιγυπτιακού μέσου βασιλείου (περίπου 2000 – 1500 πΧ.) Δεξιά η μπρούτζινη πανοπλία όπως βρέθηκε σε ανασκαφή στα Δενδρά της Αργολίδας και εκτίθεται στο μουσείο του Άργους. Χρονολογείται στον 14ο αιώνα π.Χ.

Μπρούτζος (bronze) είναι το όνομα για μια ομάδα υλικών που είναι όλα κράματα του χαλκού με άλλα μέταλλα. Το κυριότερο είναι ο κασσίτερος, ωστόσο υπάρχουν μπρούτζοι που περιέχουν είτε μόλυβδο είτε αρσενικό σε κάποια σημαντική αναλογία, ενώ συνήθως υπάρχουν και μικροποσότητες από άλλα μέταλλα. Μεθοδολογία δοκιμής και λάθους από τους μεταλλουργούς. Διαφορετικές τεχνικές για την ενσωμάτωση των πρόσθετων υλικών στο κράμα ανάλογα με το μέταλλο. Μέχρι 10% κασσίτερος δίνει αντοχή, σε μεγαλύτερα ποσοστά κάνει το υλικό εύθραυστο. Αντοχή δίνει περιεκτικότητα σε αρσενικό ως 6% αλλά μειώνει και τη θερμοκρασία τήξης του κράματος. Ο μόλυβδος κάνει το μπρούτζο πιο μαλακό και εύκολο στην κατεργασία. Από τα Ρωμαϊκά χρόνια, ο μπρούτζος αντικαθίσταται σταδιακά από τον ορείχαλκο που αποτελεί κράμα με ψευδάργυρο. Μέχρι σήμερα ο ορείχαλκος χρησιμοποιείται στην κατασκευή κλειδαριών, βαλβίδων καθώς και πνευστών μουσικών οργάνων.

Χάρτης σημείων με ίχνη σημαντικής μεταλλουργίας χαλκού που εκτείνονται σε σημαντικό εύρος γύρω από τη Μέση Ανατολή. Με τρίγωνα συμβολίζονται οι θέσεις των ορυχείων και με σφαίρες οι οικισμοί όπου εντοπίστηκαν ίχνη μεταλλοτεχνίας.

Απαραίτητο για τη μεταλλουργική διαδικασία είναι, εκτός από την πηγή του μετάλλου και ξύλο, για τη λειτουργία του καμινιού. Μέρη στην εγγύς αλλά και τη μέση Ανατολή που αποδεδειγμένα είναι η πατρίδα της μεταλλουργίας, όπου συνυπάρχουν ορυχεία και δάση είναι σπάνια. Για το λόγο αυτό οι αρχαιολογικές μελέτες συνεισφέρουν στην κατανόηση των οδών εμπορίου καθώς και για τις πολιτικές εξελίξεις σε μια ευρύτερη περιοχή (Μεσοποταμία, Γκλιγκαμές, κέδρα του Λιβάνου, φυλές στα όρη του Ζάγκρου). Μελέτες βοτανικής και ιδιαίτερα ανίχνευσης των κόκκων γύρης σε διάφορα στρώματα του υπεδάφους μπορούν να δείξουν το βαθμό στον οποίο υπήρχε χλωρίδα καθώς και τι είδους χλρωρίδα ήταν αυτή σε διάφορες χρονικές περιόδους. Έχει αποδειχθεί η αποψίλωση των δασών στην περιοχή της σημερινής ερήμου της Ιορδανίας, και στη συνέχεια η εισαγωγή ξυλείας από γειτονικές περιοχές των μεταλλείων στην Timna και την Feinan όπου η εξόρυξη συνεχίστηκε για αρκετές χιλιετίες. Στην αδυναμία αναπλήρωσης των δασών λόγω του κλίματος, αποδίδεται η υστέρηση κατά τον Μεσαίωνα περιοχών όπως η Σικελία στην ανάπτυξη και εξέλιξη της κατασκευής όπλων από σίδηρο.

Μικροί πήλινοι φούρνοι που έχουν χρησιμοποιηθεί επανηλειμμένως για εκκαμίνευση χαλκού. Φαίνεται η παράλληλη διευθέτησή τους με μέτωπο προς την κατεύθυνση του κύριου ανέμου της περιοχής.

Θραύσματα πήλινου φούρνου από την Κύθνο, όπου είναι εμφανή τα σημεία των οπών (σημειωμένα με βέλη όπου δεν είναι άμεσα ορατά) για την είσοδο του αέρα. Δεξιά, μια γραφική ανασύσταση ενός αντίστοιχου φούρνου. Η κατασκευή έχει πάχος 4 εκατοστά, ύψος 50 και διάμετρο βάσης 45 εκατοστά. Κατεργασία μετάλλου σε χωνευτήρια με εμφύσηση αέρα. Απεικόνιση από μασταμπά που ανάγεται στην Πέμπτη Δυναστεία (2.500-2.350 π.Χ.). Πρόκειται για γραμμική αναπαράσταση ενός τμήματος της όλης διακόσμησης η οποία καταλαμβάνει ολόκληρη την πλευρά του οικοδομήματος.

Η ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία της εκκαμίνευσης, παράγει ποσότητες από υαλώματα τα οποία είτε παραμένουν στο χωνευτήριο και ανιχνεύονται στα υπολείμματα των πήλινων χωνευτηρίων, είτε απορρίπτονται στην περιοχή γύρω από το χώρο του καμινιού.

Μετά την αρχική διαδικασία της εκκαμίνευσης, μια σειρά από ενέργειες στόχευαν στο λεγόμενο εξευγενισμό του μετάλλου, ώστε να είναι έτοιμο για τις χρήσεις που προοριζόταν καθώς και στην τελική μορφοποίηση του αντικειμένου που θα κατασκευαζόταν απ’ αυτό. Η ψυχρή σφυρηλάτηση, χρήσιμη στα πιο μαλακά μέταλλα, και σίγουρα η αρχαιότερη μέθοδος κατεργασίας μετάλλου επιδρά με αρνητικό τρόπο στην κρυσταλλική μικροδομή του υλικού και για το λόγο αυτό τα αντικείμενα που έχουν υποστεί την ψυχρή σφυρηλάτηση είναι πιο εύθραυστα από άλλα. Φυσικά, αν είναι επιθυμητό και τεχνικά δυνατόν, το αντικείμενο μπορεί να ανακτήσει μέρος από την πλαστικότητά του μέσω της διαδικασίας της ανόπτησης (αργής ψύξης στη θερμοκρασία περιβάλλοντος) κάτι που έχει εφαρμοστεί συχνά και μάλιστα σε πολλαπλά διαδοχικά βήματα. Η θερμή σφυρηλάτηση είναι χρήσιμη στην περίπτωση του σιδήρου κυρίως αφού απομακρύνει μικροποσότητες προσμίξεων και δημιουργεί πιο ομογενές υλικό, κάνει όμως υλικά όπως ο μπρούτζος πιο εύθραυστα. Τέλος, η ταχεία ψύξη έδωσε πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα την κατεργασία του χυτοσιδήρου καθώς ενισχύει τη σκληρότητα και την ανθεκτικότητα του υλικού.

Χύτευση είναι μια διαδικασία, εκτός των άλλων και αποθήκευσης του μετάλλου σε μια πρώιμη μορφή, με στόχο τη μεταφορά του σε συγκεκριμένα σημεία κατεργασίας μακρυά από τα ορυχεία (Χιττίτες, Μυκηναίοι). Η κατεργασία και χρήση του χαλκού προηγήθηκε γενικά από την αντίστοιχη του σιδήρου εξαιτίας της χαμηλότερης θερμοκρασίας τήξης του και της αδυναμίας αρχικά να επιτευχθούν θερμοκρασίες απαραίτητες για την τήξη του σιδήρου. Επίσης, η αδυναμία διατήρησης της θερμοκρασίας για μεγάλους χρόνους οδήγησε στην καταρχήν αναγκαστική και τυχαία παραγωγή ημιτηγμένων μαζών μετάλλου με αρκετές προσμίξεις. Η ανόπτηση πρέπει να ήταν η πρώτη κατεργασία εξευγενισμού του μπρούτζου και στη συνέχεια επεκτάθηκε και σε άλλα μέταλλα. Τυχαίες επίσης παρατηρήσεις οδήγησαν στην εσκεμμένη προσθήκη υλικών ώστε να επιτευχθεί η κατάλληλη σύσταση του μείγματος για την παρασκευή συγκεκριμένων αντικειμένων. Αρχικά η θερμότητα εξασφαλιζόταν με την καύση οποιουδήποτε οργανικού μέσου, αργότερα ξύλου και στη συνέχεια κάρβουνου.

Οι μεταλλουργικές διαδικασίες μέχρι και την τελική κατασκευή κάποιου αντικειμένου, εμφανίζουν ευρύτατες ομοιότητες σ’ όλες περίπου τις περιοχές, ωστόσο παρουσιάζονται και τοπικές ιδιαιτερότητες, κάτι που σημαίνει ότι οι τεχνίτες αντιμετώπιζαν τις δικές τους συγκεκριμένες καταστάσεις και ανέπτυσσαν σχετική τεχνογνωσία (σουλφίδια στη μικροδομή σε υλικά από την κεντρική Βαλκανική). Έχει καταγραφεί πάντως ένα ευρύτατο δίκτυο εμπορικών δρόμων, κυρίως λόγω της ύπαρξης σε πολλά κράματα μολύβδου. Η ισοτοπική σύσταση του μολύβδου δεν είναι σταθερή αλλά εμφανίζει διακύμανση που μπορεί να αναλυθεί με ακρίβεια με τη φασματομετρία μαζών. Έτσι ένα αντικείμενο που περιέχει μόλυβδο μπορεί να χαρακτηριστεί όσον αφορά τουλάχιστον το μέρος του που περιείχε το μόλυβδο και μπορεί να προσδιοριστεί η περιοχή προέλευσης του συγκεκριμένου υλικού. Για παράδειγμα μπορούν να ταυτοποιηθούν στην εγγύς Ανατολή υλικά που έχουν πηγή προέλευσης τα μεταλλεία της περιοχής του Πόντου ή της οροσειράς του Ταύρου καθώς και για τα νησιά του Αιγαίου όσον αφορά πηγές μετάλλου που εντοπίζονται στο Λαύριο, την Κύπρο ή τη Συρία αντίστοιχα.

Παρατήρηση Η μελέτη των αντικειμένων από την περιοχή Βουνούς Μπελαπάις έδειξε ότι στα 60 αρχαιότερα χάλκινα αντικείμενα, άλλα μεν είχαν περιεκτικότητα σε κασσίτερο κι άλλα σε αρσενικό, τυπικά στοιχεία που περιλαμβάνονταν από παλιά στην παραγωγή του μπρούτζου, ωστόσο σε 16 από αυτά η υπήρχε συμμετοχή ψευδαργύρου σε ποσοστό πάνω από 1%. Σε νεότερα αντικείμενα από την περιοχή δεν υπάρχει ψευδάργυρος. Ερμηνεία Σύγχρονες μεταλλειολογικές μελέτες έδειξαν περιεκτικότητα 1,5% σε ψευδάργυρο στα κοιτάσματα χαλκού της περιοχής. Αν το μέταλλο δεν απομακρύνεται κατά τη μεταλλευτική διαδικασία τότε αναμένεται να έχει συγκέντρωση περίπου 6% στο τελικό προϊόν. Αυτό ισχύει πράγματι για τα αρχαιότερα αντικείμενα. Τεκμηριώνεται λοιπόν το τυχαίο στην ύπαρξη του ψευδαργύρου σ’ αυτά. Με την πάροδο του χρόνου οι μεταλλωρύχοι οδηγούνται σε πιο βαθιά στρώματα όπου συνυπάρχουν, εκτός των οξειδίων και ανθρακικών αλάτων και σουλφίδια. Για να γίνει προσιτό στη μεταλλευτική διαδικασία ένα τέτοιο υλικό πρέπει να υποστεί φρύξη, κάτι που απομακρύνει μεγάλο μέρος του πτητικού ψευδαργύρου.

Παρατήρηση Στα ερείπια οικισμών που καταστράφηκαν κατά τον 1 ο αιώνα π.Χ. στην περιοχή βόρεια της θάλασσας της Γαλιλαίας εντοπίζονται αντικείμενα κυρίως από μπρούτζο, ή ορείχαλκο ή και τα δύο είδη υλικών κατά περίπτωση. Επειδή οι οικισμοί δεν ξανακατοικήθηκαν σύντομα μετά την επανάσταση του 66 μ.Χ. τα αντικείμενα προδίδουν τις συνήθειες των κατοίκων της εποχής. Ερμηνεία Παρόλη την γενική επικράτηση, κυρίως λόγω της πολιτικής και στρατιωτικής ενότητας του Ρωμαϊκού κράτους, της χρήσης του ορειχάλκου με την εισαγωγή ψευδαργύρου στον μπρούτζο, οι Ιουδαϊκοί οικισμοί προσφέρουν στους αρχαιολόγους αντικείμενα που είναι κατασκευασμένα από μπρούτζο επιμένοντας με τον τρόπο αυτό στη διατήρηση της κληρονομιάς τους και της διάκρισής τους από τους «εθνικούς» και τους κατακτητές. Στους μεικτούς οικισμούς βρίσκονται και τα δύο είδη υλικών με τα ορειχάλκινα στην περιοχή του ρωμαϊκού στρατώνα.

Παρατήρηση Στη Μογγολία, την περίοδο πριν τον 3 ο π.Χ. αιώνα ήταν διαδεδομένη η χρήση αρσενικού στα κράματα του χαλκού, κατόπιν όμως και κατά την περίοδο από τον 3 ο π.Χ. μέχρι τον 2 ο μ.Χ. αιώνα, χρησιμοποιήθηκαν ευρέως κασσίτερος και μόλυβδος Ερμηνεία Το αρσενικό ως κύριο συστατικό των μπρούτζων είναι κάτι που απαντάται συχνά σε δείγματα από την κεντρική Ασία κάτι που υποδεικνύει γενικότερες επαφές ενώ κασσίτερος και μόλυβδος ήταν μέταλλα που βρίσκονταν σε αφθονία σε περιοχές της Κίνας. Έτσι εικάζεται μια διακοπή εμπορικών σχέσεων και δημιουργία νέων συμμαχιών, προϋποθέτει όμως και την ανάπτυξη νέας τεχνολογίας όσον αφορά την κατεργασία του νέου προϊόντος.

Επιστημολογία (epistemology) είναι ο κλάδος εκείνος της φιλοσοφίας που ασχολείται, όπως φανερώνει και το όνομά του, με τα ζητήματα της επιστήμης. H πρώτη.

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια

Είσοδος

Σύνδεση μέσω των κοινωνικών δικτύων:

Επιστημολογία (epistemology) είναι ο κλάδος εκείνος της φιλοσοφίας που ασχολείται, όπως φανερώνει και το όνομά του, με τα ζητήματα της επιστήμης. H πρώτη.

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Παρόμοιες παρουσιάσεις

Σχετικά με το έργο

Σχόλια