原子與元素概念的長期并存
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-19
雖然我們有理由說現(xiàn)代化學(xué)不是亞里士多德哲學(xué)的直接傳承，但是皮埃爾·迪昂認(rèn)為是，所以我們有必要花點(diǎn)時(shí)間來檢驗(yàn)他對這個(gè)問題的推理。迪昂的化學(xué)思想發(fā)表在《混合體和化學(xué)組合物》（The Mixt and Chemical Combination）一書中，一本書名聽起來很過時(shí)的書，特別是與他撰寫的書名為《物理理論的目標(biāo)與結(jié)構(gòu)》（The Aim and Structure of Physical Theory）的物理學(xué)著作相比較時(shí)，就更顯得過時(shí)了。我們或許會(huì)問，他為何在1902年還會(huì)選擇使用”混合體”一詞呢？當(dāng)時(shí)這個(gè)詞早已經(jīng)不再出現(xiàn)在當(dāng)代化學(xué)家們的詞典中了。一個(gè)世紀(jì)以前，約瑟夫·路易斯?普魯斯特（Joseph－Louis Proust）和克勞德·路易斯·貝托萊（Claude－Louis Berthollet）之間關(guān)于化學(xué)組合本質(zhì)的爭論曾導(dǎo)致一個(gè)新的共識術(shù)語的產(chǎn)生。自此以后，化學(xué)物種間以無限比例形成的（機(jī)械力學(xué)）組合用“混合物”一詞表述，以有限比例形成的化學(xué)結(jié)合則用“化合物”一詞表述。因而，迪昂采用“混合體”一詞是為了喚起一個(gè)過時(shí)的化學(xué)概念，以便于探索與其相關(guān)的哲學(xué)聯(lián)系。
迪昂通過描述大家熟悉的在生活中觀察到的現(xiàn)象來介紹他的主題，這個(gè)現(xiàn)象同時(shí)也是一個(gè)簡單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)：
扔一小塊糖到一杯水中，不久后，構(gòu)成糖塊的固態(tài)白色晶體消失了。此時(shí)，玻璃杯中只有均質(zhì)遺明液體，看上去像水但味道不同。這個(gè)液體是什么？通俗一點(diǎn)可以叫做加糖的水?；瘜W(xué)家們則將之稱為糖的水溶液。這兩種描述對應(yīng)兩種不同的思維。
迪昂從這個(gè)簡單的觀察開始說起，以對上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象詮釋上的差別為例，介紹了現(xiàn)象的詮釋選擇使用的是原子還是元素。對實(shí)驗(yàn)的常識性解讀基于對現(xiàn)象的感觀理解，比如糖水的顏色、味道和氣味，而化學(xué)家看到的是這種直接的感官體驗(yàn)之外的東西，即糖分子溶解于水。雖然對于巴舍拉來說，這個(gè)例子恰恰說明科學(xué)精神必須克服認(rèn)知障礙，以便于掙脫這種常識性解讀的局限，但迪昂卻從相反的方向來思考這個(gè)問題。在迪昂看來，常識觀是正確的，因?yàn)榛瘜W(xué)家對現(xiàn)象背后的事實(shí)作了一個(gè)未經(jīng)證實(shí)的、從宏觀解釋到微觀解釋的飛躍。化學(xué)家的解釋不依賴于對實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的檢驗(yàn)，而是運(yùn)用假想分子，按照迪昂的觀點(diǎn)，假想分子通過想象而不是感覺展開。常識派意味著非科學(xué)家們有勇氣面對“混合體”這個(gè)難題：“玻璃杯中不再含有我們之前放進(jìn)去的水或者糖，含有的是一個(gè)新的實(shí)體，以犧牲兩種元素為代價(jià)形成的一個(gè)混合體”。為了解開這個(gè)難解之謎，迪昂調(diào)用的武器顯然是亞里士多德的概念：“雖然當(dāng)前糖水不再含有形成它的水和糖，但是糖水可以通過停止其存在而重新生成水和糖——糖水潛在含有水和糖”。
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上述關(guān)于糖水問題的初步思考，不是為了提升常識見解的價(jià)值，而是為了挑戰(zhàn)現(xiàn)代化學(xué)家的分子觀。迪昂正是以此來引導(dǎo)當(dāng)代化學(xué)家們對占據(jù)統(tǒng)治地位的、以分子模型為代表的、范式的充分性提出質(zhì)疑的。他再次使用過時(shí)的“混合體”的概念是因?yàn)?，他認(rèn)為原子論和分子結(jié)構(gòu)不能為化學(xué)轉(zhuǎn)變提供充分的解釋，而在20世紀(jì)初這兩種理論卻是有機(jī)化學(xué)中的主導(dǎo)。因此，盡管化學(xué)科學(xué)從實(shí)踐上和理論上產(chǎn)生了不可否認(rèn)的進(jìn)步，但是化學(xué)家們需要面對的哲學(xué)核心問題與兩千年前亞里士多德面臨的仍然是同樣的問題?；旌象w是兩種或兩種以上組分混合的產(chǎn)物，而各組分在形成新實(shí)體的過程中消失，對該混合體實(shí)施分解也可以重新獲得各個(gè)原始組分?？v然洛克鹽能夠生成進(jìn)人該鹽組合的兩種元素氯和鈉，但洛克鹽卻擁有完全不同于氯或者鈉的性質(zhì)。化學(xué)組合之謎即存在于此，物質(zhì)守恒伴隨的是新事物的出現(xiàn)。混合體的性質(zhì)從來不是其構(gòu)成組分性質(zhì)的簡單加和。
迪昂反對原子論，但是與其上輩的其他著名法國化學(xué)家利·圣克萊爾·德維爾（Henri Sainte－Claire Daville）和米奇林·貝托萊不同，他的反對是出自于完全不同的原因。根據(jù)實(shí)證主義原則，科學(xué)應(yīng)該僅限于可觀察到的事實(shí)，這些法國的反原子論者們認(rèn)為，原子論解釋方式之所以不成立，是它超越了經(jīng)驗(yàn)。迪昂也談到這一點(diǎn)，不過，這不是他主要的批判點(diǎn)，他無意把科學(xué)理論限制于只談?wù)摽捎^察事物。事實(shí)上，迪昂再次跟隨了亞里士多德的引領(lǐng)，他認(rèn)為，化學(xué)家將不得不從即使連具有天貓之眼的觀察者或者想象中最厲害的顯微鏡都不可見的構(gòu)成元素方面去思考化學(xué)中的問題。如果把這一見解拿到當(dāng)代化學(xué)背景下解讀，那么我們可以說，不管是借助電子顯微鏡、掃描隧穿式顯微鏡，還是其他高科技視覺，其觀察結(jié)果都不能夠解釋物理實(shí)體的宏觀行為現(xiàn)象學(xué)。
所以，迪昂看到原子論所存在的問題不在于其形而上學(xué)假說的地位，而在于其微弱的解釋能力。原子表示法為迪昂提供了一個(gè)有效手段，使其可以清晰提出化合物可感知性質(zhì)與其構(gòu)成元素本質(zhì)之間的關(guān)系問題。這種批判性分析針對的不僅僅是原子，而且也包括可以解釋化合物本質(zhì)的簡單構(gòu)成實(shí)體意義上的元素。后拉瓦錫時(shí)代，化學(xué)家們一般是通過參考化合物構(gòu)成元素的本質(zhì)和比例來推理該化合物的可感知性質(zhì)。而迪昂則主張采用反向法，并且表示應(yīng)該通過化合物來解釋元素的性質(zhì)?；蟽r(jià)不應(yīng)該被看作是每個(gè)原子的不可變的固有性質(zhì)（因而，迪昂拒絕使用當(dāng)代術(shù)語“原子性”這個(gè)詞），而應(yīng)該被視為某個(gè)特定化合物的性質(zhì)。迪昂也學(xué)會(huì)了亞里土多德對待科學(xué)的哲學(xué)態(tài)度，他反對在使用原子還是元素之間作出選擇，因而也選脫了在簡單和化合之間來回?fù)u擺的令人窒息的窘境?；旌象w，這個(gè)化學(xué)家不得不應(yīng)對的現(xiàn)象復(fù)合體，不能簡化至元素或者原子。正是處于化學(xué)理論中心地位的這種不可簡約性概念讓迪昂在介紹其化學(xué)哲學(xué)時(shí)可以正當(dāng)使用過時(shí)的“mixt”一詞。
關(guān)于迪昂在他自己的科學(xué)哲學(xué)中如何翻譯并開拓了亞里士多德物質(zhì)觀中的潛能或者傾向性概念，我們接下來會(huì)做出更多討論。不過至此為止，我們通過本階段討論可以保留下來的一個(gè)基本觀點(diǎn)是，只要化學(xué)理論或者化學(xué)實(shí)踐有預(yù)先假定在性質(zhì)和組合物之間有可能建立起因果關(guān)系，那么就總會(huì)有兩種不同的方式可以解釋這種關(guān)系，即上面提到的元素意義上的解釋和原子意義上的解釋。因而，認(rèn)為現(xiàn)代化學(xué)是古老的元素理論的直接繼承者這種看法，要么是出自膚淺的分析，比如孔德提供的分析；要么就是出自于帶有偏祖性的哲學(xué)立場，比如迪昂的所為。我們沒有感到有必要從二者當(dāng)中選擇一個(gè)，我們寧愿看到這兩種方式之間的并存，這是化學(xué)史的一個(gè)特色?；瘜W(xué)家們將不得不一直面對這種解釋上的兩法分立，根據(jù)他們所處的歷史時(shí)期，他們可能選擇原子論或者以元素的方式解釋，又或者會(huì)試圖將二者進(jìn)行調(diào)和。化學(xué)將會(huì)繼續(xù)深陷這種解釋多元性的困境，從而把我們的思維引導(dǎo)到一個(gè)深遠(yuǎn)的哲學(xué)問題上。然而如我們所說，我們的意圖不是要解決這個(gè)困境問題，而只是想說明這兩種解釋方式的長期共存。
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