원자주의
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1. 개요
원자주의는 물질을 더 이상 쪼갤 수 없는 기본 입자인 원자로 구성된다는 이론으로, 고대 그리스에서 시작되어 고대 인도, 이슬람, 중세 유럽을 거쳐 근대에 이르기까지 다양한 형태로 발전했다. 고대 그리스의 레우키포스와 데모크리토스는 원자를 물질의 기본 단위로 보고 공허 속에서 움직인다고 주장했으며, 에피쿠로스와 루크레티우스는 이를 계승했다. 고대 인도에서는 카나다를 중심으로 원자론이 발전했으며, 이슬람 철학에서는 알 가잘리의 아샤리 학파가 원자론을 발전시켰다. 중세 유럽에서는 아리스토텔레스의 영향으로 원자론 연구가 미미했지만, 17세기 이후 데카르트, 보일, 뉴턴 등에 의해 부활했다. 19세기 돌턴은 현대적 원자론의 기초를 세웠으며, 20세기 초 아인슈타인과 페랭의 연구를 통해 원자의 존재가 과학적으로 증명되었다. 현대에는 원자 개념이 변화하여, 원자는 원소의 최소 단위로, 원자보다 작은 입자들은 소립자로 불린다.
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| 원자주의 | |
|---|---|
| 철학 | |
| 분야 | 형이상학, 인식론, 윤리학 |
| 주요 사상가 | 데모크리토스 레우키포스 에피쿠로스 루크레티우스 |
| 주요 개념 | 원자 공허 결정론 쾌락주의 |
| 영향 | 과학 혁명 계몽주의 현대 과학 |
| 역사적 맥락 | |
| 기원 | 기원전 5세기, 고대 그리스 |
| 발전 | 헬레니즘 시대 로마 제국 르네상스 근대 |
| 쇠퇴 | 중세 시대 (아리스토텔레스 철학의 부상) |
| 부활 | 17세기 (기체 연구의 발달과 함께) |
| 특징 | |
| 기본 원리 | 세계는 더 이상 나눌 수 없는 기본 입자(원자)와 공허로 구성되어 있다. 원자는 영원불멸하며, 다양한 모양과 크기를 가진다. 원자의 운동과 결합으로 모든 현상이 설명된다. |
| 인식론적 입장 | 경험주의 (감각적 경험을 통해 지식을 얻는다.) |
| 윤리적 함의 | 쾌락주의 (고통을 피하고 쾌락을 추구하는 것이 삶의 목적이다.) |
| 비판 | |
| 아리스토텔레스 | 형상과 목적론적 세계관과의 충돌 |
| 중세 철학 | 창조론과의 충돌 |
| 현대 과학 | 원자의 분할 가능성, 양자역학의 등장 |
2. 고대 원자론
고대 그리스에서는 이오니아 학파의 아낙사고라스가 물체가 한없이 분할될 수 있는 '스페르마타'로 구성되었다고 보았다. 이에 대해 레우키포스, 데모크리토스, 에피쿠로스는 더 이상 분할할 수 없는 원자가 물질을 구성하는 최소 단위라고 주장하는 원자주의를 주창했다.[6] 이들의 주장은 모든 것이 원자와 공허로 구성되어 있다는 환원주의적 주장이었다. 원자론은 분할 하에서도 질적으로 불변하는 주요 물질의 연속체가 존재한다는 실체 이론과는 대조적이었다. 고대 그리스의 원자주의는 널리 받아들여지지 못하고 2000년 동안 유럽에서 잊혀졌다.
고대 인도 철학에서도 원자론의 초기 사례가 나타난다. 기원전 8세기 베다 현자 아루니는 "볼 수 없을 정도로 작은 입자들이 뭉쳐 경험의 대상과 물질을 이룬다"고 주장했다. 이후 차르바카[28][29], 아지비카 학파에서 원자론이 나타났으며,[30][31][32] 니야야와 바이셰시카 학파는 ''카나''가 어떻게 더 복잡한 물체로 결합하는지에 대한 이론을 발전시켰다.[35] 이러한 인도 원자론은 여러 면에서 데모크리토스의 원자론과 유사하며,[36] 문화적 접촉과 확산이 있었을 것으로 추정된다.[37]
20세기 이후 인도 철학사 연구에서는 육사외도, 자이나교, 바이셰시카 학파의 사상, 불교의 "극미" 사상 등이 고대 그리스의 원자론에 비유되어 "원자론"이라고 불린다.[82] 설일체유부의 아비달마 논서에서는 물질(색)이 많은 원자(파라마 아누, 극미)가 모여 이루어진다고 보았다. 원자는 더 이상 분할할 수 없는 극한의 크기이며, 입체적으로 그것을 감싸는 면을 갖지 않는다.
2. 1. 고대 그리스의 원자론
고대 그리스에서는 이오니아 학파의 아낙사고라스가 물체가 한없이 분할될 수 있는 '스페르마타'로 구성되었다고 보았다. 이에 대해 레우키포스, 데모크리토스, 에피쿠로스는 물질을 구성하는 최소 단위가 더 이상 분할할 수 없는 원자라고 주장하는 원자주의를 주창했다.[6]
기원전 5세기에 레우키포스와 그의 제자 데모크리토스는 모든 물질이 "원자"라고 부르는 작고 분할 불가능한 입자로 구성되어 있다고 주장했다.[7][8][9][10] 레우키포스에 대해서는 데모크리토스의 스승이었다는 것 외에는 알려진 것이 거의 없다.[10] 데모크리토스는 원자가 인간의 감각으로는 감지할 수 없을 정도로 작고, 무한히 많으며, 무한히 다양한 종류가 있으며, 항상 존재해 왔다고 믿었다.[10] 그는 원자가 "공백"[10] 속에서 떠다니며, 형태, 질서, 자세가 다양하다고 생각했다.[10]
데모크리토스는 원자와 공백만이 존재하며, 다른 모든 것은 단지 사회적 관습에 의해 존재한다고 보았다.[10] 즉, 실제로 존재하는 유일한 것은 서로 튕겨져 나가는 원자들뿐이며, 이들은 비어 있는 공허 속에서 기계론적으로 움직인다. 인간이 일상생활에서 보는 물체는 무작위적인 충돌에 의해 결합된 많은 원자로 구성되어 있으며, 그 형태와 물질은 어떤 종류의 원자가 그것들을 구성하는지에 의해 결정된다.[10]
데모크리토스의 원자론은 엘레아 학파가 절대자, 즉 유일한 실존과 우리 주변의 변화하는 세계 사이에서 구분한 것을 제거하는 것을 목표로 했다.[11] 이러한 주장은 모든 것이 원자와 공허로 구성되어 있을 뿐만 아니라, 그것들이 구성하는 어떤 것도 실제로 존재하지 않는다는 것을 제안하는 환원주의적 주장이다.
이러한 원자론은 파르메니데스의 사상에 대한 반박이기도 했다. 파르메니데스는 운동, 변화, 공백의 존재를 부정하고, 모든 존재가 단일하고, 모든 것을 포괄하며, 변하지 않는 덩어리(일원론)라고 믿었으며, 변화와 운동은 단순한 환상이라고 생각했다. 그는 감각적 경험을 우주를 이해하는 길로 명시적으로 거부하고 대신 순수하게 추상적인 추론을 사용했다.[12]
데모크리토스는 변화가 환상이라는 파르메니데스의 믿음을 거부했다. 그는 변화가 현실이라고 믿었고, 만약 현실이 아니라면 적어도 그 환상은 설명되어야 했다. 따라서 그는 공백의 개념을 지지하며, 우주는 공백 속에서 움직이는 많은 파르메니데스적 실체로 구성되어 있다고 진술했다.[12]
데모크리토스의 저작은 간접적인 보고서로만 남아 있으며, 그 중 일부는 신뢰할 수 없거나 상충된다. 데모크리토스의 원자론에 대한 가장 좋은 증거의 대부분은 아리스토텔레스가 보고했다.[16]
플라톤( – 기원전)은 단순히 원자가 다른 원자와 충돌하는 것만으로는 세상의 아름다움과 형태를 만들어낼 수 없다고 주장했다. 플라톤의 ''티마이오스'' (28b–29a)에서 티마이오스라는 인물은 코스모스가 영원한 것이 아니라 창조된 것이라고 했다.[20]
플라톤은 불, 공기, 물, 흙의 네 가지 단순한 물체들이 정다면체이고, 그 면들은 다시 삼각형으로 이루어져 있다고 보았다.
330년경 이전 아리스토텔레스는 불, 공기, 흙, 물의 원소는 원자가 아니라 연속체라고 주장했다. 아리스토텔레스는 원자 이론에서 요구되는 공허의 존재가 물리적 원리에 위배된다고 여겼다.[23][24]
에피쿠로스(기원전 341–270년)는 데모크리토스의 제자였던 나우시파네스에게서 원자론을 배웠다. 에피쿠로스는 원자와 공허의 존재를 확신했다.[25]
에피쿠로스의 사상은 그의 로마 공화국 추종자인 루크레티우스(기원전 99년 – 기원전 55년)의 저서인 ''사물의 본성에 관하여''에 다시 나타난다.
2세기 갈레노스(129년–216년)는 그의 아리스토텔레스 주석에서 특히 에피쿠로스를 비롯한 그리스 원자론자들에 대한 광범위한 논의를 제시했다.
기원전 5~4세기, 레우키포스와 데모크리토스의 학파가 원자론을 창시하고 대성했다. 그들의 원자론은 파르메니데스의 존재론의 강한 영향 하에 있었으며, 선행하는 파르메니데스의 존재론에 대한 응답으로 생각되었다.
레우키포스와 데모크리토스는 "아톰(불가분한 것·원자)"이 존재한다고 생각했으며, 또한 원자의 존재와 그 운동의 설명을 위해 "케논(텅 빈 것·공허)"의 존재를 생각했다.
소크라테스와 거의 동시대인 데모크리토스 등의 원자론은 플라톤의 이데아론이나 아리스토텔레스의 형이상학과 대립하면서, 기원전 4~3세기의 헬레니즘 시대의 나우시파네스나 에피쿠로스, 기원전 1세기의 로마 공화정 시대의 루크레티우스 등에게 영향을 주어 계승되었다.
레우키포스, 데모크리토스, 에피쿠로스의 저작은 전해지지 않지만, 루크레티우스의 저작은 1500년에 가까운 시간을 거쳐 15세기의 르네상스 시대의 인문주의자 포지오 브라촐리니에 의해 재발견되었다.[80][81]
2. 2. 고대 인도의 원자론
고대 인도 철학에서 원자론의 초기 사례는 기원전 8세기에 살았던 베다 현자 아루니의 저작에서 발견된다. 아루니는 "볼 수 없을 정도로 작은 입자들이 뭉쳐 경험의 대상과 물질을 이룬다"고 주장했는데, 이 입자들은 ''카나''(kaṇa)로 알려져 있다.[26] 헤르만 야코비나 랜들 콜린스와 같은 일부 학자들은 아루니를 탈레스와 비교하며, "원시 물리학자" 또는 "원시 유물론 사상가"라고 부르기도 했다.[27]이후, 기원전 7세기 초부터 차르바카[28][29], 아지비카 학파에서 원자론이 나타나기 시작했다.[30][31][32] 니야야와 바이셰시카 학파는 ''카나''가 어떻게 더 복잡한 물체로 결합하는지에 대한 이론을 발전시켰다.[35]
아지비카는 나스티카 학파로, 형이상학에 원자 이론을 포함했는데, 이는 나중에 바이셰시카 학파에 적용되었다. 이들은 모든 물리적 우주의 물체가 ''파라마누''(원자들)로 환원될 수 있다고 보았고, 사람의 경험은 물질, 질, 활동, 공통성, 특수성 및 내재성의 상호 작용에서 파생된다고 주장했다.[43]
7세기경에 번성했던 중세 불교 원자론은 초기 불교에서 가르쳐진 원자론 교리와는 매우 달랐다. 중세 불교 철학자 다르마키르티와 디그나가는 원자를 점 크기이고, 지속성이 없으며, 에너지로 구성된 것으로 간주했다.[49]
20세기 이후의 인도 철학사 연구에서는 육사외도, 자이나교, 바이셰시카 학파의 사상, 불교의 "극미" 사상 등이 고대 그리스의 원자론에 비유되어 편의상 "원자론"이라고 불린다.[82]
설일체유부의 아비달마 논서 중, 중기 이후의 논서에서 원자설이 나타난다.
물질을 나타내는 단어인 색(단, 무표색 제외)은 많은 원자('파라마 아누', '극미')가 모여 이루어진다고 여겨진다. "아누"는 "미립자"를, "파라마"는 "최고의", "극한의"를 뜻한다. 원자는 물질을 점차 분할했을 때 더 이상 분할할 수 없는 극한의 크기를 말한다. 원자는 미립자이지만, 입체적으로 그것을 감싸는 면을 갖지 않는다. 원자를 중심으로 상하좌우 전후에 1개씩 모여 7개의 원자가 모인 것이 두 번째 단위인 '아누'가 된다.
원자가 다른 원자와 접촉하는지 여부에 대한 논쟁이 있었지만, 접촉하지 않는다는 것이 옳은 것으로 인정받고 있다.
3. 중세의 원자론
중세 시대에는 이슬람 세계와 유럽에서 원자론이 각각 다른 방식으로 계승되고 변화되었다.
이슬람 이론 신학(칼람)에서는 원자론이 존재론의 기초로 여겨졌다. 그러나 이슬람의 원자주의는 서양의 원자주의와는 달리 세계를 기계론적으로 설명하지 않고, 신이 세계를 직접 지배하고 생성한다고 설명했다.[87] 아샤리 학파와 무타질라 학파는 신의 창조 행위와 인간 행위의 자유, 자연계의 질서에 대해 서로 다른 견해를 보였다.[83]
후기 로마와 중세 유럽에서는 아리스토텔레스 철학의 영향으로 원자론자들의 중요성이 퇴색되었지만, 그들의 연구는 보존되었고 아리스토텔레스 저작에 대한 주석을 통해 해설되었다. 특히 2세기 갈레노스(129년–216년)는 그의 아리스토텔레스 주석에서 에피쿠로스를 비롯한 그리스 원자론자들에 대한 광범위한 논의를 제시했다.
역사가 조슈아 그레고리에 따르면, 갈레노스 시대부터 아이작 비크만, 가상디, 르네 데카르트가 17세기에 원자론을 부활시키기 전까지 원자론에 대한 진지한 연구는 이루어지지 않았다.
3. 1. 이슬람의 원자론
이슬람 이론 신학(칼람)에서는 일부 예외를 제외하고 존재론의 기초를 원자론에 두고 있다고 여겨진다. 자우하르 파르드(Jawhar fard)는 주즈 라 야타자자(Juz' la yatajazza'u: = 더 이상 분할할 수 없는 부분)라고 불리며, 원자에 해당한다. 다만, 존재의 또 다른 단위로서 '우유(arad)'가 있으며, 원자는 항상 우유와 결합되어 있고, 우유와 원자는 알라(신)에 의해 창조되어 다음 순간에는 소멸한다고 한다. 자우하르 파르드가 결합하여 물체를 구성하고 있으며, 물체(원자)의 변화는 모두 알라가 만드는 우유에 의해 설명되며, 물체 상호 간의 관계는 부정된다. 이슬람의 원자론에서는 (서양의 원자론처럼 세계를 기계론적으로 설명하려고 하지 않고), 세계에 생성성(muhdath)이 있으며, 세계를 생성시키는 것은 알라이고, 알라가 세계를 직접 지배한다고 설명한다.[87]아샤리 학파는 우유성의 지속을 일절 인정하지 않고, 모든 원자의 결합이나 분리, 생성, 변화는 알라의 창조 행위와 결부되어 있다고 설명하는 반면, 무타질라 학파는 예외적으로 어느 정도 우유성이 지속된다고 함으로써, 인간 행위의 선택 가능성과 자연계의 질서를 인정했다.[83]
이슬람 원자론의 가장 성공적인 형태는 이슬람 신학의 아샤리 학파에서 나타났으며, 특히 신학자 알 가잘리(1058–1111)의 저작에서 두드러졌다. 아샤리 원자론에서 원자는 영원히 존재하는 유일한 물질적 존재이며, 세상의 다른 모든 것은 "우연적인 것" 즉, 한순간만 지속되는 것이다. 우연적인 것은 순간적으로 존재하기 때문에 지각을 제외하고는 다른 어떤 것의 원인이 될 수 없다. 우연적인 사건은 자연적인 물리적 원인에 종속되지 않고, 아무것도 일어날 수 없게 하는 하나님의 끊임없는 개입의 직접적인 결과이다. 따라서 자연은 전적으로 하나님께 의존하며, 이는 인과 관계, 또는 그것의 부재에 대한 다른 아샤리 이슬람 사상과 일치한다.[56]
알-안달루스의 활발한 철학 학파는 저명한 주석가인 이븐 루시드(1126–1198 CE)를 포함하여, 알 가잘리의 사상을 명시적으로 거부하고 아리스토텔레스 사상에 대한 광범위한 평가로 전환했다. 이븐 루시드는 아리스토텔레스의 대부분의 저작에 대해 상세한 주석을 달았고, 그의 주석은 유대교 및 기독교 스콜라 철학에서 매우 큰 영향력을 갖게 되었다.
공간의 구조에 대해서는, 그것이 연속적인지, 혹은 원자와 같은 최소 단위가 있는지에 대한 논의가 있었지만, 후자가 우세했다. 또한, 진공에 대해서는, 존재를 인정하는 논의와 인정하지 않는 논의가 모두 있었다.
이슬람의 원자론의 기원에 대해서는, 고대 그리스 기원설, 고대 인도 기원설, 독립 발생설 등 여러 설이 있으며, 확실하게 밝혀진 것은 없다.
3. 2. 중세 유럽의 원자론
스콜라 철학 사상가들은 아베로에스의 주석이 라틴어로 번역되면서 아리스토텔레스의 원자론 비판에 점차 익숙해졌다. 스콜라 철학 시대 수세기 동안 에피쿠로스의 원자론은 쇠퇴했지만, 아리스토텔레스주의의 ''최소 자연체''는 광범위하게 고려되었다.[57][58] ''최소 자연체''에 대한 사색은 데카르트와 같은 초기 근대 사상가들의 기계론적 철학, 그리고 게베르와 다니엘 센네르트의 연금술 저술에 철학적 배경을 제공했으며, 이들은 차례로 입자론 연금술사 로버트 보일에게 영향을 미쳤고, 그는 현대 화학의 창시자 중 한 명이다.[57][58]이 개념에 대한 후기 로마 시대와 스콜라 철학의 주요 주제는 ''최소 자연체''를 무한 분할 가능성이라는 아리스토텔레스의 일반 원칙과 조화시키는 것이었다. 요한 필로포노스와 토마스 아퀴나스와 같은 주석가들은 수학적 분할 가능성과 "자연적" 분할 가능성을 구별함으로써 아리스토텔레스 사상의 이러한 측면들을 조화시켰다. 몇 가지 예외를 제외하면, 중세 시대 대부분 유럽 대학의 교육 과정은 이러한 아리스토텔레스주의에 기반을 두었다.[59]
하지만 중세 대학교에는 원자론의 표현이 있었다. 예를 들어, 14세기 오트르쿠르의 니콜라스는 물질, 공간, 시간을 모두 분할 불가능한 원자, 점, 순간으로 구성되어 있으며, 모든 생성과 소멸은 물질 원자의 재배열을 통해 일어난다고 생각했다. 그의 생각과 알 가잘리의 생각 사이의 유사성은 니콜라스가 아마도 아베로에스의 반박을 통해 가잘리의 저작에 익숙했을 수 있음을 시사한다.
4. 근대 원자론의 부활
고대 그리스의 원자주의는 널리 받아들여지지 못하고 2000년 동안 유럽에서 잊혀졌다. 데카르트 등은 "원자"가 왜 분해될 수 없는지에 대한 의문에 답하는 것이 불가능하다고 여겨, 모든 입자는 분할 가능하다고 주장하며 원자주의를 부정했다.[6]
16세기 이후 화학이 발전하면서 라부아지에, 돌턴 등에 의해 원소 개념이 제시되었다. 이들의 논의는 근대 원자론의 기원으로 여겨진다.
17세기에는 에피쿠로스의 원자론과 유물론에 대한 관심이 다시 높아졌다. 이삭 베크만, 르네 데카르트, 피에르 가상디, 로버트 보일 등은 아리스토텔레스의 물리학에 대한 대안으로 원자론을 부활시킨 주요 인물들이다.
4. 1. 17세기 원자론
17세기에는 에피쿠로스의 원자론과 유물론에 대한 관심이 아리스토텔레스의 물리학에 대한 대안 또는 혼합 형태로 새롭게 일어났다. 원자론의 부활을 이끈 주요 인물로는 이삭 베크만, 르네 데카르트, 피에르 가상디, 로버트 보일 등이 있었다.
영국 최초의 원자론자 집단 중 하나는 헨리 퍼시(1564–1632)가 이끈 노섬벌랜드 서클이었다. 이들은 주목할 만한 출판물을 거의 내지 않았지만, 영국에서 급성장하는 과학 문화에 원자론적 사상을 퍼뜨리는 데 기여했으며, 1605년경 원자론자가 되었지만 나중에 원자론의 일부 주장을 거부한 프랜시스 베이컨에게 특히 영향을 미쳤을 수 있다. 노섬벌랜드 서클에는 1610년(갈릴레오의 ''별의 소식''이 발표된 해) 이전의 확인된 코페르니쿠스주의자 중 거의 절반이 포함되어 있었다. 16세기 말과 17세기 초의 다른 영향력 있는 원자론자로는 조르다노 브루노, 토마스 홉스 (그 또한 말년에 원자론에 대한 입장을 바꿨다), 토머스 해리엇 등이 있었다. 이 시기에 프랑스에서도 다양한 원자론이 꽃을 피웠다.
갈릴레오 갈릴레이(1564–1642)는 1612년 저서인 『부력에 관한 논고』에서 원자론을 옹호했다. 화학자에서 갈릴레오는 소리를 제외한 모든 현상이 "운동하는 물질"에 의해 발생하는 물질의 입자설에 기반한 보다 완벽한 물리 시스템을 제시했다.
르네 데카르트(1596–1650)의 입자론에 대한 "기계론적" 철학은 원자론과 많은 공통점을 가지고 있으며, 어떤 의미에서는 그것의 또 다른 버전으로 간주된다. 데카르트는 우주의 모든 물리적인 것이 미세한 물질의 '와류'로 만들어졌다고 생각했다. 고대 원자론자들처럼 데카르트는 맛이나 온도와 같은 감각은 미세한 물질 조각의 모양과 크기에 의해 발생한다고 주장했다. 그는 《철학의 원리》(1644)에서 "물체의 본질은 무게, 경도, 색상 등과 같은 것이 아니라 오직 연장에 있다."라고 썼다.[62] 원자론과 데카르트의 개념 사이의 주요 차이점은 빈 공간의 존재였다. 그에게는 진공이 있을 수 없었고, 모든 물질은 다른 물질을 통과하는 입자들이 움직이면서 빈 공간을 방지하기 위해 끊임없이 소용돌이쳤다. 데카르트의 견해와 고전적인 원자론 사이의 또 다른 중요한 차이점은 데카르트의 심신 이원론인데, 이는 생각, 영혼, 그리고 가장 중요한 것은 신을 위한 독립적인 존재 영역을 허용했다.
피에르 가상디(1592–1655)는 프랑스 출신의 가톨릭 사제이자 자연 철학자였다. 가상디의 원자론 개념은 고전 원자론에 더 가까웠지만, 무신론적인 뉘앙스는 없었다. 그는 특히 그리스 원자론자들에게 매료되어, 원자론을 이단적이고 무신론적인 철학적 결론에서 "정화"하려 했다. 가상디는 데카르트에 대한 반작용으로 부분적으로 기계 철학의 원자론적 개념을 정립했다. 그는 특히 물리학의 순수한 기계적 설명만이 타당하다는 데카르트의 환원주의적 견해와, 기하학을 물리학 전체에 적용하는 것에 반대했다.
요한 크리소스톰 마그누스는 1646년에 그의 저서 『데모크리토스 부활』을 출판했다. 마그누스는 "원자"(오늘날의 분자)의 크기에 대한 과학적 추정치를 처음으로 제시했다. 그는 큰 교회 안에서 냄새를 맡을 수 있을 때까지 얼마나 많은 향을 태워야 하는지 측정하여, 향 입자 1립에 들어있는 분자의 수를 1018개 정도로 계산했는데, 이는 실제 수치보다 단 한 자릿수 정도만 낮았다.[63]
4. 1. 1. 원자론과 입자론
입자설은 원자론과 유사하지만, 원자가 더 이상 나눌 수 없다고 여겨지는 반면, 입자는 원칙적으로 나눌 수 있다는 점이 다르다.[64] 예를 들어, 수은이 금속에 침투하여 내부 구조를 수정할 수 있다고 이론화되었는데, 이는 금의 변환적 생산으로 가는 과정이었다. 입자설은 주요 지지자들에 의해 물체가 나타내는 일부 속성은 지각하는 마음의 인공물이라는 생각과 연관되었다. 즉, '1차' 속성과 구별되는 '2차' 속성이었다.[64] 그러나 모든 입자설이 1차-2차 속성 구분을 사용한 것은 아니었다. 중세 및 초기 근대 연금술의 영향력 있는 전통은 화학 분석을 통해 화학 화합물에서 정체성을 유지하는 강력한 입자의 존재를 밝혀냈다고 주장했다(현대 용어를 사용하면). 윌리엄 R. 뉴먼은 이 물질 이론에 대한 접근 방식을 "화학적 원자론"이라고 칭했으며, 기계 철학과 19세기 초에 등장한 화학적 원자론 모두에 중요하다고 주장했다.[65][66]
입자설은 그 후 수백 년 동안 지배적인 이론으로 남아 있었고, 17세기에 로버트 보일(1627–1692)과 아이작 뉴턴과 같은 과학자들의 연구에서 연금술과의 연관성을 유지했다.[67][68] 예를 들어, 뉴턴은 빛의 입자설을 개발하는 데 사용했다. 로버트 보일 이후 대부분의 영국 과학자들이 받아들인 형태는 데카르트와 가센디의 시스템을 혼합한 것이었다. 보일은 《회의적 화학자》(1661)에서 화학에서 발생하는 문제점을 제시하고, 원자론을 가능한 설명으로 제시한다. 결국 하이브리드 입자-원자론의 수용으로 이어진 통일 원리는 기계 철학이었으며, 이는 물리학에서 널리 받아들여졌다. 보일은 분할 불가능한 입자를 '최소 자연' 또는 '최초 자연'이라고 불렀으며, "원자"라는 용어는 매우 드물게 사용했다.[69]
1744년 논문인 "열과 냉의 원인에 대한 명상"에서 러시아의 박식가 미하일 로모노소프는 입자를 구체적으로 복합 입자로 정의했다. "원소는 더 작은 다른 신체로 구성되지 않은 신체의 일부이다... 입자는 하나의 작은 덩어리를 구성하는 원소들의 모음이다."[70] 이후 연구(1748)에서 그는 "원소" 대신 "원자"라는 용어를 사용했고, "입자" 또는 "분자" 대신 "소립자"(particle)라는 용어를 사용했다.
5. 현대 원자론
19세기 존 돌턴의 원자설은 화학 분야에 큰 영향을 주었지만, 20세기 초까지도 과학자들 사이에서 원자의 실재에 대한 논쟁은 계속되었다. 에른스트 마하나 빌헬름 오스트발트와 같은 실증주의자들은 관측 불가능한 원자의 실재를 부정하고 에너지론을 주장하며 루트비히 볼츠만과 격렬하게 논쟁했다.[84]
이러한 논쟁은 알베르트 아인슈타인이 1905년에 발표한 브라운 운동에 대한 이론과 1909년 장 바티스트 페랭의 실험적 검증을 통해 일단락되었다.[85] 페랭의 실험은 원자의 실재를 증명하는 결정적인 증거를 제시했으며, 이로써 원자론은 과학계에서 확고한 지위를 얻게 되었다.
원자의 실재가 증명된 후, 과학자들은 원자의 내부 구조를 탐구하기 시작했다. 20세기 초, 원자는 '전자'와 '원자핵'으로 구성되어 있다는 것이 밝혀졌다.[88] 이후 양성자, 중성자, 쿼크, 경입자 등 다양한 소립자들이 발견되면서 원자 내부 구조에 대한 이해가 더욱 깊어졌다.
5. 1. 19세기 원자론
1808년, 영국의 물리학자 존 돌턴(1766–1844)은 여러 실험 연구를 종합하여 물질의 구성을 요약했다.[72] 그는 증류된 물이 어디에서든 수소와 산소로 분석되며, 다른 정제된 물질들도 동일한 중량 비율로 동일한 원소로 분해된다는 것을 알아냈다. 돌턴은 다음과 같이 결론지었다.
:따라서 우리는 모든 균일한 물체의 궁극적인 입자들이 무게, 모양 등에서 완벽하게 동일하다고 결론지을 수 있다. 즉, 물의 모든 입자는 다른 모든 물의 입자와 같고, 수소의 모든 입자는 수소의 다른 모든 입자와 같다.
그는 원소를 더 단순한 것으로 분석할 수 없는 물질로 정의한 라보아지에의 정의를 사용하여 각 원소에 고유한 원자가 있다고 결론 내렸다. 그는 다음과 같이 말했다.[73]
:화학 화학 분석과 화학적 합성은 입자를 서로 분리하고 재결합하는 것 이상으로 나아가지 않는다. 물질의 새로운 생성이나 파괴는 화학 작용의 범위 안에 있지 않다. 우리가 이미 존재하고 있는 수소 입자를 만들거나 파괴하는 것은 새로운 행성을 태양계에 도입하거나 이미 존재하고 있는 행성을 소멸시키려는 시도와 같다. 우리가 생산할 수 있는 모든 변화는 응집 또는 결합 상태에 있는 입자를 분리하고 이전에 떨어진 입자를 결합하는 것으로 구성된다.
돌턴은 여러 일반적인 화합물의 조성에 대한 상대적 무게 목록을 제공하며 다음과 같이 요약했다.
:1. 물은 수소와 산소의 이원 화합물이며, 두 원소 원자의 상대적 무게는 대략 1:7이다.
:2. 암모니아는 수소와 질소의 이원 화합물이며, 두 원자의 상대적 무게는 대략 1:5이다...
돌턴은 무게에 따른 원소의 고정된 비율은 한 원소의 원자가 그가 열거한 물질을 형성하기 위해 다른 원소의 원자 수와 제한적으로 결합한다는 것을 시사한다고 결론 내렸다.
존 돌턴의 원자설은 19세기 내내 논란의 대상이었다.[74] 일정 성분비의 법칙은 받아들여졌지만, 이것이 원자 때문이라는 가설은 널리 받아들여지지 않았다. 1826년 험프리 데이비 경이 돌턴에게 왕립 학회의 왕립 메달을 수여했을 때, 데이비는 원자 가설을 무시할 때만 이 이론이 유용해진다고 말했다.[75] 1866년에 영국의 화학자 벤자민 콜린스 브로디 2세는 원자설의 대안으로 그의 《화학적 조작의 미적분학》[76]의 첫 번째 부분을 출판했다. 그는 원자설을 '철저히 물질주의적인 목수의 작업'이라고 묘사했다.[77] 1869년 영국의 화학자 알렉산더 윌리엄 윌리엄슨은 런던 화학회의 회장 연설[78]에서 원자설을 비판하고 의심하는 사람들에 맞서 원자설을 옹호했다. 이 문제는 20세기 초 원자 물리학의 부상으로 돌턴에게 유리하게 최종 해결되었다.
5. 2. 20세기 원자론
알베르트 아인슈타인은 1905년에 로버트 브라운이 관찰한 꽃가루가 물 분자에 의해 움직이는 현상인 브라운 운동에 대한 이론을 발표했다.[85] 이 이론은 페랭의 1908년 실험으로 검증되어 원자의 실재를 증명했다.[85] 페랭은 이 연구로 1926년 노벨 물리학상을 수상했다.이후 원자 내부 구조에 대한 연구가 진행되었다. subatomic particles영어는 여러 종류로 나뉘는데, 양성자와 중성자는 강입자로 묶인다. 2009년에는 경입자와 쿼크가 발견되어 가장 작은 구성 요소로 여겨지기도 했다.[89] 사카타 쇼이치는 물질의 하부 구조가 무한히 계속된다는 무한 계층론을 주장했다.
6. 현대 자연과학에서의 원자 개념의 변화
화학에서 원소 개념이 제창된 이후, 20세기 초 전자의 발견과 함께 원자는 더 이상 '분할 불가능한 최소 단위'가 아니라는 것이 밝혀졌다. 과학자들은 원자가 '음전하를 가진 전자'와 '양전하를 가진 무언가'로 구성되어 있다고 생각하기 시작했고, 이는 원자핵의 발견으로 이어졌다.[88]
이후 양성자와 중성자, 그리고 쿼크의 발견으로 원자핵 역시 내부 구조를 가진다는 것이 밝혀지면서, 자연과학에서 "원자"라는 개념은 자연을 구성하는 분할 불가능한 최소 단위를 가리키는 것이 아니라, 화학 원소의 최소 단위를 가리키는 데 사용되게 되었다.
원자의 내부 구조는 영어로 'subatomic particles' 등으로 불리며, 한국어로는 소립자라는 개념으로 대체되었다.
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일본에서는、원자가 원자핵과 전자로부터 이루어졌다는 생각을 최초로 제창한 것은 [[나가오카 한타로]]라는 풍문이 있지만、이미 그 3년 전에 쟌 페란이 제창이 끝난 상태이다。
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일본에서는 원자가 원자핵과 전자로부터 이루어졌다는 생각을 최초로 제창한 것은 [[나가오카 한타로]]라는 풍문이 있지만, 이미 그 3년 전에 쟌 페란이 제창이 끝난 상태이다.
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예: [[히그스 입자]]
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