原子论

在西方文化,一般认为原子论源于德谟克利特(Democritus,约460BC-约370BC)的学说。我国的学者也很喜欢说墨翟(479BC-381BC)提出了原子论,这样就“人有我有”,引以为豪了。事实上,在世界观层面上的原子论,只是认为万物最终会达到一个不可再分的极限,也就是说,是离散的。它的对立观点就是万物是连续的,可无限细分的。谁只要是世上第一个涉及到这个问题,有50%的机会他会是原子论者,这有啥难的。

正如墨翟在哲学上很难跟其他诸子处于同一地位一样,德谟克利特的原子论也不是什么主流。后来的亚里士多德(Aristotle,384BC-322BC)就在自己的著作里反对了原子论,其前提是“大自然厌恶真空”,而在原子论观点的自然推论是,原子与原子之间的空间是真空:既然万物都是原子组成,那原子与原子之间如果有任何东西,它必然属于“万物”。关于“大自然厌恶真空”的准确理解,建议大家参考我以前的一篇关于真空文章

在亚里士多德之后,支持原子论的名人有个伊鸠壁鲁(Epicurus,342BC-270BC)。进入中世纪之后,也有零零星星的人曾有相信原子论的迹象。但是中世纪欧洲在这些“科学问题”上基本上是亚里士多德的学说在统治。而且“大自然厌恶真空”的教条又非常符合人们的常识。因此原子论一直处于死寂状态。

museum_torricelli02 伽俐略在比萨斜塔做实验算是在亚里士多德学说在漫长的中世纪的统治地位中打破了一个缺口,一个物体运动规律的缺口。而在物质细分问题上,这一缺口的打破者就是托里拆利。关于托里拆利实验,还是可以参考我之前的那篇关于真空的文章。在本文中我要强调的是,在一个托里拆利气压计中只有容器和液体两种物质,在组装的过程中是保证了没有气体跑进气压计的液柱里去的,所以才认为那段液柱是真空。不过在那篇文章没有提到关于笛卡尔的事情。尽管事实摆在眼前,笛卡尔还是很反对真空的存在。他认为气压记上面的那段空间还是某种流体。他认为,所有空隙都起码有一种流体充斥着。真空计顶上的那一段看起来是空的“流体”,原来是跟液柱时液体混在一起的,不为人所见。做成气压计之后,就在气压计的顶端“分层”了。笛卡尔还认为天体是由这种无处不在的流体推动的。为什么牛顿早就提出了天体运行的定律了,笛卡尔还认为天体是流体推动的呢?这是因为笛卡尔是法国牛人,牛顿是英国牛人。英法历来不和,由于沙文主义,两国都首推自己国家的牛人。牛顿的物理和机械的世界观在他祖国马上就流行了,但是很晚才传到法国和其他欧陆国家。这也是为什么第一次工业革命先在英国发生的原因之一。这些都是后话了。

尽管托里拆利推翻了原子论不成立的前提,原子论为人所接受还是受到了很大的阻力。尽管刚才说过了,文艺复兴之前一直有人私下里相信原子论,文艺复兴时期就更多了。但是历史上常常把焦点放在Pierre Gassendi (1592-1655)这个人上。也许因为他不仅仅是相信原子论,还为调和伊壁鸠鲁哲学和经院哲学的矛盾(反对亚里士多德学说的垄断地位)做了些努力。而且由于他也是法国人,还跟笛卡尔吵过架,因此为法国扫清现代化学诞生前的认识论障碍起到了一定的作用。如果不是因为这点价值,我不清楚为什么还要强调Gassendi。在英国,第九代诺森伯兰伯爵(Earl of Northumberland)、“精灵伯爵”(The Wizard Earl)Henry Percy(1585-1632)就养了一堆业余科学家,他们都是原子论者,这堆人也被称作“诺森伯兰圈”(Northumberland Circle)。他们很可能影响了培根(Francis Bacon,1561-1626),后者部分地同意原子论。英国的原子论者还有托马斯·霍布斯(Thomas Hobbes,1588-1697)。其他地方也有原子论者,比如还有被烧死的布鲁诺(Giordano Bruno,1548-1600)是意大利人。这些人都比Gassendi早得多。

原子论只是一种世界观,信不信奉原子论,对现代化学乃至科学的诞生没有直接的逻辑影响。现代化学的诞生的思想准备是源自以培根为代表的一股经验主义思潮,一直到法国兴起的启蒙运动。然而培根没有拿他的思想去做实验,他只是写了一本《新工具》,以反驳亚里士多德的《工具篇》。真正体现了实验和归纳的重要性的是伽俐略,他本人就提倡通过实验和观察,而不是通过冥想来认识自然,而且他用一生的事业来示范了这个思想,因此被认为是“第一位科学家”(见John Gribbin著《The Scientists》)。也就是说,一项学说不能光看它有没有道理,还要看它符不符合实际,能不能通过实验来证实。然而我们可以看到,相信原子论者的人仍然有托马斯·霍布斯这样的坚持不做实验,只靠冥想来获得知识的人。其实原子论也好,亚里士多德的学说也好,没有实验证实的话,都没有孰是孰非的问题。从今天对科学理解来看,原子论是对一个全称判断(无限细分)的否定,在实验上,只能通过对物质不断地分割,希望达到那个不可分割的限度来证实;在没有达到那个限度以前,并不能说原子论是错的。也就是说,假如物质是无限细分的,人类科学就永远回答不了“物质是否能无限细分”这一问题。原子论(哲学)若作为一个科学理论,它是否具有可证伪性,要等到它成功证实的那一天才能知道。因此,原子论的复苏对科学的实证主义的精神实质的形成没有什么直接作用,不过是反对宗教的一面思想旗帜罢了。前文提到的那些文艺复兴时期的原子论者,其对哲学理论基本上也没超过古希腊的水平。

但是就我们现代所说的“原子”而言,它又是一种确定的、有限的概念,同时,它是化学反应的最小单位。也就是说,如果把人类的自然实验局限为仅仅是做化学反应,人类倒是可以在实验上达到一个分割物质的限度。在文艺复兴时期原子论复苏后,人类第一次达到这一限度的,就是通过化学反应,因此,“原子”这一原本是指万物的最小组成单位的概念,就被化学家用来指代化学反应中的最小单位了,且原子论(哲学)也一直被认为得到了证实。一直到近现代发现了放射性现象之后,人们才发现原子(化学)还可再分,原子(哲学)论重新变成了冥想。这又是后话了。

正是因为当人类深入接触化学反应时,不可避免地会遇到大量暗示一种不可再分的基本单元,因此,如果在这时候,人们的意识里还是存在着对原子论(哲学)的抗拒的话,客观上会阻碍人们对这些化学反应的本质的认识。因此,虽然原子论(哲学)一直到现在都不具有可证伪性,对于整个现代科学的精神实质的形成也没有什么直接作用,但是在化学史中,原子论(哲学)的复
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