原子与元素概念的长期并存
实验室k / 2019-04-19
虽然我们有理由说现代化学不是亚里士多德哲学的直接传承，但是皮埃尔·迪昂认为是，所以我们有必要花点时间来检验他对这个问题的推理。迪昂的化学思想发表在《混合体和化学组合物》（The Mixt and Chemical Combination）一书中，一本书名听起来很过时的书，特别是与他撰写的书名为《物理理论的目标与结构》（The Aim and Structure of Physical Theory）的物理学著作相比较时，就更显得过时了。我们或许会问，他为何在1902年还会选择使用”混合体”一词呢？当时这个词早已经不再出现在当代化学家们的词典中了。一个世纪以前，约瑟夫·路易斯・普鲁斯特（Joseph－Louis Proust）和克劳德·路易斯·贝托莱（Claude－Louis Berthollet）之间关于化学组合本质的争论曾导致一个新的共识术语的产生。自此以后，化学物种间以无限比例形成的（机械力学）组合用“混合物”一词表述，以有限比例形成的化学结合则用“化合物”一词表述。因而，迪昂采用“混合体”一词是为了唤起一个过时的化学概念，以便于探索与其相关的哲学联系。
迪昂通过描述大家熟悉的在生活中观察到的现象来介绍他的主题，这个现象同时也是一个简单的化学实验：
扔一小块糖到一杯水中，不久后，构成糖块的固态白色晶体消失了。此时，玻璃杯中只有均质遗明液体，看上去像水但味道不同。这个液体是什么？通俗一点可以叫做加糖的水。化学家们则将之称为糖的水溶液。这两种描述对应两种不同的思维。
迪昂从这个简单的观察开始说起，以对上述实验现象诠释上的差别为例，介绍了现象的诠释选择使用的是原子还是元素。对实验的常识性解读基于对现象的感观理解，比如糖水的颜色、味道和气味，而化学家看到的是这种直接的感官体验之外的东西，即糖分子溶解于水。虽然对于巴舍拉来说，这个例子恰恰说明科学精神必须克服认知障碍，以便于挣脱这种常识性解读的局限，但迪昂却从相反的方向来思考这个问题。在迪昂看来，常识观是正确的，因为化学家对现象背后的事实作了一个未经证实的、从宏观解释到微观解释的飞跃。化学家的解释不依赖于对实验细节的检验，而是运用假想分子，按照迪昂的观点，假想分子通过想象而不是感觉展开。常识派意味着非科学家们有勇气面对“混合体”这个难题：“玻璃杯中不再含有我们之前放进去的水或者糖，含有的是一个新的实体，以牺牲两种元素为代价形成的一个混合体”。为了解开这个难解之谜，迪昂调用的武器显然是亚里士多德的概念：“虽然当前糖水不再含有形成它的水和糖，但是糖水可以通过停止其存在而重新生成水和糖——糖水潜在含有水和糖”。
上述关于糖水问题的初步思考，不是为了提升常识见解的价值，而是为了挑战现代化学家的分子观。迪昂正是以此来引导当代化学家们对占据统治地位的、以分子模型为代表的、范式的充分性提出质疑的。他再次使用过时的“混合体”的概念是因为，他认为原子论和分子结构不能为化学转变提供充分的解释，而在20世纪初这两种理论却是有机化学中的主导。因此，尽管化学科学从实践上和理论上产生了不可否认的进步，但是化学家们需要面对的哲学核心问题与两千年前亚里士多德面临的仍然是同样的问题。混合体是两种或两种以上组分混合的产物，而各组分在形成新实体的过程中消失，对该混合体实施分解也可以重新获得各个原始组分。纵然洛克盐能够生成进人该盐组合的两种元素氯和钠，但洛克盐却拥有完全不同于氯或者钠的性质。化学组合之谜即存在于此，物质守恒伴随的是新事物的出现。混合体的性质从来不是其构成组分性质的简单加和。
迪昂反对原子论，但是与其上辈的其他著名法国化学家利·圣克莱尔·德维尔（Henri Sainte－Claire Daville）和米奇林·贝托莱不同，他的反对是出自于完全不同的原因。根据实证主义原则，科学应该仅限于可观察到的事实，这些法国的反原子论者们认为，原子论解释方式之所以不成立，是它超越了经验。迪昂也谈到这一点，不过，这不是他主要的批判点，他无意把科学理论限制于只谈论可观察事物。事实上，迪昂再次跟随了亚里士多德的引领，他认为，化学家将不得不从即使连具有天猫之眼的观察者或者想象中最厉害的显微镜都不可见的构成元素方面去思考化学中的问题。如果把这一见解拿到当代化学背景下解读，那么我们可以说，不管是借助电子显微镜、扫描隧穿式显微镜，还是其他高科技视觉，其观察结果都不能够解释物理实体的宏观行为现象学。
所以，迪昂看到原子论所存在的问题不在于其形而上学假说的地位，而在于其微弱的解释能力。原子表示法为迪昂提供了一个有效手段，使其可以清晰提出化合物可感知性质与其构成元素本质之间的关系问题。这种批判性分析针对的不仅仅是原子，而且也包括可以解释化合物本质的简单构成实体意义上的元素。后拉瓦锡时代，化学家们一般是通过参考化合物构成元素的本质和比例来推理该化合物的可感知性质。而迪昂则主张采用反向法，并且表示应该通过化合物来解释元素的性质。化合价不应该被看作是每个原子的不可变的固有性质（因而，迪昂拒绝使用当代术语“原子性”这个词），而应该被视为某个特定化合物的性质。迪昂也学会了亚里土多德对待科学的哲学态度，他反对在使用原子还是元素之间作出选择，因而也选脱了在简单和化合之间来回摇摆的令人窒息的窘境。混合体，这个化学家不得不应对的现象复合体，不能简化至元素或者原子。正是处于化学理论中心地位的这种不可简约性概念让迪昂在介绍其化学哲学时可以正当使用过时的“mixt”一词。
关于迪昂在他自己的科学哲学中如何翻译并开拓了亚里士多德物质观中的潜能或者倾向性概念，我们接下来会做出更多讨论。不过至此为止，我们通过本阶段讨论可以保留下来的一个基本观点是，只要化学理论或者化学实践有预先假定在性质和组合物之间有可能建立起因果关系，那么就总会有两种不同的方式可以解释这种关系，即上面提到的元素意义上的解释和原子意义上的解释。因而，认为现代化学是古老的元素理论的直接继承者这种看法，要么是出自肤浅的分析，比如孔德提供的分析；要么就是出自于带有偏祖性的哲学立场，比如迪昂的所为。我们没有感到有必要从二者当中选择一个，我们宁愿看到这两种方式之间的并存，这是化学史的一个特色。化学家们将不得不一直面对这种解释上的两法分立，根据他们所处的历史时期，他们可能选择原子论或者以元素的方式解释，又或者会试图将二者进行调和。化学将会继续深陷这种解释多元性的困境，从而把我们的思维引导到一个深远的哲学问题上。然而如我们所说，我们的意图不是要解决这个困境问题，而只是想说明这两种解释方式的长期共存。
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