如同元素學說一樣,原子理論的首次闡述發(fā)生在古老的希臘,遠在化學成為現(xiàn)代這種形式之前。當時化學無疑已經累積了相當多的化學反應的實踐知識(特別是物質的有用轉變的相關知識),但是這些知識主要是與技能相關的默認知識及隱性知識,掌握知識的人僅局限于從事染色或者冶金等化學藝術的實踐者們。然而,物質理論首次闡述并不是緣于這些化學實踐活動,而是緣于對自然本質(希臘文為phusis)抽象問題的回答。自然本質是當代物理學的起源,但它包含了很多物質世界的本質和功能問題。元素論和原子論正是在自然本質哲學背景下發(fā)展起來的。所以,這兩個理論不僅預先設想而且也幫助構建了共同的大自然概念,直到今天都是哲學歷史上的重要標志。兩種哲學都基于共同的根本前提:第一個前提是物質守恒原理,第二個前提是它們都認為應該把世界主要看作是一個現(xiàn)象的世界,即世界是一個現(xiàn)象的集合,只不過兩者對潛藏在現(xiàn)象背后的事實有明顯不同的論釋。
大多化學系學生知道是拉瓦錫把物質守恒概念引入到化學,并利用這一原則原理否定燃素這種憑空想象的元素的存在。依據(jù)物質守恒概念,拉瓦錫認為,金屬在煅燒過程中的增重現(xiàn)象不能用燃素丟失來解釋,否則將意味著燃素不得不具有一個負的重量值,多虧有拉瓦錫和助手們的工作,今天的我們才知道此反應為氧化反應。所以,比較說得通的答案應該是金屬在煅燒過程中吸收了某種物質。這個被吸收的神秘物質是氧氣,它在氣體化學發(fā)展起來以前沒有被科學家們注意到。然而,物質守恒是古代物理學的一條基本假設。絕大部分希臘哲學家們以及早期的現(xiàn)代科學家們都認為物質是永恒不可毀滅的,只不過并沒有任何實驗證據(jù)來支持他們的這個立場。物質守恒概念也因此深深扎根于西方科學之中,哲學家埃米爾?邁耶森(Emile Meyerson)把它視為所有科學探索的一個先驗的形而上假設和必要的基石。事實上,驅動古代物理學形成的不是物質起源問題,而是原始混沌如何轉變成了我們所居住的有秩序的宇宙。隨著時間推移,物質守恒問題讓位給另一個問題:在一個不斷流變的世界中,永恒或者連續(xù)性是如何存在的,或者用另外一種表達,在不斷變化的背景下同一性的本質是什么?
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世界是現(xiàn)象集合這一概念緣于我們的感官動物本質。透過光或者回音等奇異現(xiàn)象的存在,我們不難發(fā)現(xiàn),我們的感官知覺有時傳遞的是對世界的錯誤印象,而我們則可以通過可靠手段知道世界的真實情況與我們感知到的不一樣。所以人們會有一種感覺,普通人對世界的認知不及全知全能者,因為他們可以知道世界的原本。原子理論或者元素理論都旨在描述最終的深層實在。但是,即使原子論者也不認為人類能夠直接經歷這個真實且不可見的原子世界,而且也不得不安于通過觀察可感知現(xiàn)象獲得關于原子世界的知識。啟蒙運動哲學家伊曼努爾?康德構想出一套術語,其中源自希臘單詞本體“noumenon”(事物自身本質)的本體(noumenal)世界與源自希臘動詞“phainein”(意思是表現(xiàn))的現(xiàn)象(phenomenal)世界(即感官經驗世界)是對比關系。
拉丁詞“element”只是對形成于古希臘的一個相對復雜的概念的大致合適的翻譯。因而,“element”是單詞“arche”(本原)的翻譯語,用于表示第一次宇宙進化的原始要素,比如水,或者稱為潮濕要素,它在系列著作《米利都的泰勒斯》(Thales of Miletus)中就是非常重要的原始要素。泰勒斯將宇宙設想為起源于某種原始的海洋,今天地球上存在的各種物質是通過原始海洋的稀釋和濃縮過程分離出來的。而在翻譯恩培多克勒(Empedocles)的《根源》(Rhizomata)時也用到了“element”這個單詞,指實物的“根源”的意思,在翻譯亞里士多德用拉丁文“stoicheia”表示的四元素說時也使用了“element”這個單詞。最后,羅馬詩人盧克萊修(Lucretius)在對伊壁鳩魯(Epicurus)的原子論著作《物性論》(DeRerum Natura)史詩般的辯護中也會使用“element”一詞。此處的“element”是指不可見的或者不可分割的單元,別稱“atoms”(來自希臘單詞atomos,意思是不可見的)。鑒于“element”和“atoms”詞源和概念上的接近,所以如果僅僅基于兩個概念而將elements(元素)哲學和atoms(原子)哲學視為對立則會顯得非常幼稚。相反,我們應該把它們視為兩個競爭系統(tǒng),是用于解釋自然現(xiàn)象的兩種不同的類型。