肖顯靜

(華南師范大學(xué) 科學(xué)技術(shù)與社會(huì)研究院,廣東 廣州 510006)

一、波義耳將“微粒說”與“實(shí)驗(yàn)”結(jié)合起來了嗎？

波義耳(Robert Boyle，1627—1691)被譽(yù)為“近代化學(xué)之父”?！八麍?jiān)定地?fù)碜o(hù)一種機(jī)械論哲學(xué)版本(‘機(jī)械論哲學(xué)’一詞實(shí)際上是波義耳創(chuàng)造的(1)對于波義耳之于“mechanical philosophy”(機(jī)械論哲學(xué))一詞的創(chuàng)立和使用，學(xué)界也有不同的觀點(diǎn)。彼得·安斯蒂(Peter Anstey, 2000)認(rèn)為“機(jī)械論哲學(xué)”(mechanical philosophy)一詞是由亨利·莫爾(Henry More)在笛卡爾哲學(xué)的背景下首先引入的。(ANSTEY P. The philosophy of Robert Boyle. London: Routledge, 2000:153-154.)不過，是波義耳對這一概念作了深入細(xì)致的闡述，一定程度上使這個(gè)術(shù)語成為更為廣泛的概念。)，即他所謂的微粒說(2)考察科學(xué)史家對波義耳機(jī)械論哲學(xué)方面的研究，所用的詞語也很多，除了機(jī)械論哲學(xué)之外，還有微粒哲學(xué)和微粒說。他們一般沒有將此加以區(qū)分，而當(dāng)作同樣的東西使用。而且考察波義耳本人對這兩個(gè)詞語的使用，也當(dāng)作同樣的東西使用。鑒此，在本論文的撰寫和敘述過程中，為了尊重所引文獻(xiàn)作者各自的用法，所用詞語若無特別說明，可將它們在相同的意義上加以理解。而且，為了本論文論題及研究需要，一般情況下也用“微粒說”表示之。?！盵1]146他也“喜歡把自己標(biāo)榜為培根式的經(jīng)驗(yàn)主義者”[2]79，并“以建基于實(shí)驗(yàn)的物質(zhì)理論武裝機(jī)械論自然哲學(xué)”[2]80。他被認(rèn)為把微粒說與實(shí)驗(yàn)結(jié)合了起來。

R·A·霍爾和M·B·霍爾對波義耳的硝石(硝酸鉀)“復(fù)原(重整化)實(shí)驗(yàn)”(the ‘redintegration experiment’)展開研究，認(rèn)為波義耳的實(shí)驗(yàn)與他的機(jī)械論解釋之間關(guān)系緊密。[3]

M·B·霍爾認(rèn)為，波義耳的機(jī)械論哲學(xué)建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，是一個(gè)完整的和發(fā)展良好的理論，既是理性的，也是經(jīng)驗(yàn)的，足以解釋所有物質(zhì)的性質(zhì)；波義耳的科學(xué)成就和他的機(jī)械論哲學(xué)版本之間，存在著一種親密而富有成效的關(guān)系。[4]57

安德魯·派爾贊同上述觀點(diǎn)，認(rèn)為波義耳在氣動(dòng)學(xué)方面的工作給予機(jī)械論解釋以力量，照亮了化學(xué)學(xué)科的發(fā)展，是機(jī)械論哲學(xué)的又一次勝利。[5]

克萊里庫齊奧對R·A·霍爾和M·B·霍爾的上述觀點(diǎn)展開批判，認(rèn)為在脫硝基過程中，波義耳根據(jù)微粒的化學(xué)屬性說明了硝酸鉀的“復(fù)原”，而沒有作出從機(jī)械論的原則推演的任何努力；波義耳和斯賓諾莎之間的爭論事實(shí)上是一位嚴(yán)格的化學(xué)家與一位嚴(yán)格的機(jī)械論哲學(xué)家之間的爭論。[6]

查爾默斯認(rèn)為M·B·霍爾(1966)和安德魯·派爾(1982)的觀點(diǎn)有失偏頗。他指出，盡管波義耳忠于機(jī)械論哲學(xué)，但是，在波義耳的機(jī)械論哲學(xué)和他的科學(xué)之間的連接遠(yuǎn)非親密的和富有成效的，波義耳科學(xué)上的成功是獨(dú)立于他的微粒說的；當(dāng)波義耳出于壓力要為自己的觀點(diǎn)辯護(hù)時(shí)，就轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)結(jié)果而不是機(jī)械論哲學(xué)。結(jié)果是，波義耳科學(xué)上的成功并沒有為他的機(jī)械論哲學(xué)提供經(jīng)驗(yàn)上的支持。[7]

薩金特對上述問題進(jìn)行了深入細(xì)致研究，結(jié)論是：波義耳堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)與思辨哲學(xué)(運(yùn)動(dòng)微粒的自然哲學(xué))的相互作用(相互制約)，曾經(jīng)兩次各分七點(diǎn)簡明扼要地概括了他的這種觀點(diǎn)。一是實(shí)驗(yàn)對思辨哲學(xué)有作用，包括：補(bǔ)充和糾正我們的感官，提出一般的和特殊的假說，對解釋進(jìn)行說明，化解疑問，確證真理，反駁謬誤，為有啟發(fā)性的研究和實(shí)驗(yàn)及其熟練完成提供線索；二是思辨哲學(xué)對實(shí)驗(yàn)的用處，包括：設(shè)計(jì)全部或主要依賴于原理、概念和推理的哲學(xué)實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)工具(無論是力學(xué)的還是其他的)研究和試驗(yàn)，改變或改進(jìn)已知的實(shí)驗(yàn)，幫助估計(jì)哪些在物理上是可能的和可行的，預(yù)測一些尚未嘗試的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，確定可疑的、看起來并不明確的實(shí)驗(yàn)的界限和原因，精確地確定實(shí)驗(yàn)的條件和關(guān)系，如重量、尺寸和持續(xù)時(shí)間等。[8]181-182

薩金特的工作似乎沒有受到更多人的關(guān)注，倒是查爾默斯的“波義耳之實(shí)驗(yàn)與微粒說之間沒有互助關(guān)系”的觀點(diǎn)，受到安斯蒂和安德魯·派爾兩位學(xué)者的質(zhì)疑。安斯蒂認(rèn)為，波義耳實(shí)驗(yàn)研究不是為了把某一現(xiàn)象或性質(zhì)還原為微粒的具體結(jié)構(gòu)而尋求經(jīng)驗(yàn)證據(jù)，他關(guān)心的是用微粒的或機(jī)械的屬性對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或性質(zhì)作出與經(jīng)驗(yàn)相符合的“理智解釋”。至于“啟發(fā)性的結(jié)構(gòu)”(heuristic structure)的機(jī)械原則，作為波義耳實(shí)驗(yàn)方案的提出動(dòng)機(jī)和方向，廣泛指導(dǎo)著波義耳的實(shí)驗(yàn)研究。波義耳能夠通過兩方面的假定——一是假定所有的性質(zhì)最終能夠歸結(jié)為一組選擇的機(jī)械的性質(zhì)，二是假定所有自然現(xiàn)象的解釋都能夠根據(jù)機(jī)械的操作以及僅僅訴諸于那些熟悉的性質(zhì)，去確定任何現(xiàn)象的可能解釋范圍。……因此，波義耳的實(shí)驗(yàn)并非有自己的生命，而是根據(jù)機(jī)械論哲學(xué)被清楚地指導(dǎo)和理解。他對托里拆利實(shí)驗(yàn)等的考察和解釋，都表明了這一點(diǎn)。[9]

安德魯·派爾持有與薩特金相似的觀點(diǎn)。他指出，波義耳的機(jī)械論哲學(xué)與科學(xué)成就之間是相互支持的。波義耳在氣動(dòng)學(xué)和化學(xué)方面的科學(xué)成就取決于他的機(jī)械論哲學(xué)，而且為他的機(jī)械論哲學(xué)提供支持。作為機(jī)械論原則與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋之間“中間假說”的“微粒假說”，在實(shí)驗(yàn)研究中具有獨(dú)特的方法論作用：“微粒結(jié)構(gòu)”作為現(xiàn)象的“次級原因”(subordinate causes)，用于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的經(jīng)驗(yàn)解釋，類似于培根對經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)象原因的所謂“倒序說明”，有助于對“根本原因”進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)研究。[10]例如，“空氣泵實(shí)驗(yàn)”雖然沒有明確給出“空氣彈性”的微粒機(jī)制，但是，基于“空氣機(jī)械彈性”假說，能夠經(jīng)驗(yàn)性地解釋空氣的重量、壓力和真空等現(xiàn)象。

在同一年(2000年)同一期刊上，查爾默斯對上述兩位學(xué)者的質(zhì)疑給予回應(yīng)。他認(rèn)為，“機(jī)械”有兩種含義——機(jī)械論哲學(xué)家意義上的嚴(yán)格的“機(jī)械”和常識(shí)意義上的“機(jī)械”，波義耳的實(shí)驗(yàn)科學(xué)是通過機(jī)械類比而富有成效地獲得信息的，其中“機(jī)械”的含義與機(jī)械論哲學(xué)意義上的嚴(yán)格的“機(jī)械”含義毫無關(guān)系，而與常識(shí)意義上的“機(jī)械”含義相符。安斯蒂和派爾以常識(shí)意義的“機(jī)械”的含義對此加以質(zhì)疑，是不恰當(dāng)?shù)?。[11]

2009年，查爾默斯對他原先的觀點(diǎn)作了進(jìn)一步的論述。他認(rèn)為，在波義耳的實(shí)驗(yàn)科學(xué)中所涉及的“中間因素”，例如空氣的重力和彈力，從經(jīng)驗(yàn)上說是可得到的，而終極機(jī)械微粒則不能。正因如此，波義耳的實(shí)驗(yàn)科學(xué)并沒有得益于其機(jī)械論哲學(xué)的指導(dǎo)，而他的科學(xué)實(shí)驗(yàn)的成功也沒有為其機(jī)械論哲學(xué)提供重要的支撐。[12]97-122

H·弗洛里斯·科恩對上述問題進(jìn)行了思考，認(rèn)為波義耳的微粒說與實(shí)驗(yàn)之間是一種相互限制關(guān)聯(lián)：“這種關(guān)聯(lián)使得此前作為普遍教條的微粒思想變成了假說和其他輔助手段的來源?！盵8]182

從上述爭論可以看出，關(guān)于機(jī)械論哲學(xué)或微粒說與實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，概括起來有三種：一是“無助論”；二是“單向有助論”；三是“雙向有助論”。哪種觀點(diǎn)正確，需要我們深入分析。

二、波義耳為什么將“微粒說”與“實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合？

(一)出于上帝的旨意，通過“微粒說”與“實(shí)驗(yàn)”認(rèn)識(shí)自然

波義耳認(rèn)為，上帝不僅是物理世界的創(chuàng)造者而且還是管理者，從而使得這個(gè)世界像一架機(jī)器那樣運(yùn)轉(zhuǎn)。波義耳就說：“自然是構(gòu)成世界的物體的聚集體，當(dāng)它被構(gòu)造的時(shí)候，它被看作一個(gè)本原，由于這個(gè)本原，物體按照造物主規(guī)定的運(yùn)動(dòng)定律活動(dòng)和變化?！覍⒂糜钪鏅C(jī)制來表示我所說的一般自然，這個(gè)宇宙機(jī)制包含著一切機(jī)械屬性(形狀、大小、運(yùn)動(dòng)等等)，它們屬于宇宙這個(gè)巨大系統(tǒng)的物質(zhì)?！盵13]149波義耳認(rèn)為，世界的本原是由微粒構(gòu)成的，粒子有大小和形狀，本身沒有運(yùn)動(dòng)能力，是上帝在造物之時(shí)將它們置于運(yùn)動(dòng)之中；上帝憑借其意志直接作用于微粒之上，并且直接賦予微粒以能力以及相互作用，使得宇宙成為一臺(tái)設(shè)計(jì)精良的“鐘表”。[14]15-31[15]由此，微粒說就與宗教神學(xué)的上帝旨意相符合。

對于這個(gè)機(jī)械般的世界，波義耳指出，人類有責(zé)任去認(rèn)識(shí)它，這也是上帝賦予人類的使命。波義耳認(rèn)為：“基督教福音實(shí)際上包含和展現(xiàn)了人的贖罪的全部秘密，因?yàn)闉榱遂`魂的得救，我們有必要知道它；微粒哲學(xué)或機(jī)械哲學(xué)竭力從不活動(dòng)的物質(zhì)和局部運(yùn)動(dòng)中推導(dǎo)出一切自然現(xiàn)象。但是，不管是基督教的基本教義，還是關(guān)于物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)的能力和效果的學(xué)說，它們各個(gè)都至多只是……由上帝的產(chǎn)物構(gòu)成的巨大的宇宙體系中的一個(gè)學(xué)說……似乎都只是這個(gè)普遍假說的成員，這個(gè)假說的對象，我認(rèn)為就是上帝的本質(zhì)、目的和作品，它們是可以由我們在生活中來發(fā)現(xiàn)的。”[13]165-166這段話事實(shí)上是說：上帝創(chuàng)造這個(gè)世界是有目的和本質(zhì)的，這樣的目的和本質(zhì)體現(xiàn)其機(jī)械特性；這個(gè)機(jī)械的特性可以由微粒說來說明，這是人類的責(zé)任，也是靈魂得救的途徑；上帝創(chuàng)造人類并且賦予人類相應(yīng)的責(zé)任以認(rèn)識(shí)上帝創(chuàng)造世界的偉大，從而體現(xiàn)上帝的全知全能。

通過微粒說認(rèn)識(shí)世界是重要的。波義耳在《機(jī)械假說的卓越性》(Excellency of the mechanical hypothesis)的結(jié)尾明確地說道：“智慧且勤勉的現(xiàn)代博物學(xué)家和數(shù)學(xué)家們，愉快地把它們(機(jī)械原理和解釋)應(yīng)用在一些曾被認(rèn)為具有神秘性質(zhì)的困難領(lǐng)域上(流體靜力學(xué)、光學(xué)的實(shí)用部分、射擊學(xué)等)。極為可能的是，當(dāng)這一哲學(xué)被更深入地研究和進(jìn)一步完善后，它將被發(fā)現(xiàn)可用于解決更多的自然現(xiàn)象。因此，如果機(jī)械哲學(xué)繼續(xù)以近年來的發(fā)展速度來闡釋物質(zhì)，那么毋庸置疑，公正無偏見的人們，總有一天會(huì)認(rèn)為這種方法很有價(jià)值，因?yàn)樗确献匀灰?guī)律，又能適用于許多自然現(xiàn)象?！盵16]

對于波義耳來說，上帝的全知全能不能為人類迅速明了，通過微粒說來認(rèn)識(shí)自然是不完全決定的，還需要實(shí)驗(yàn)佐證。波義耳說道：“對于這類作品[完整的軀體或生理系統(tǒng)]，如果其作者(就大部分而言)是敏銳而好奇的人，那么他們或許大有用處，而不是用似是而非的解釋來完成他們的智慧；因?yàn)橐环矫?，他們的作者，要想使他們的新觀點(diǎn)好起來，要么必須帶來新的實(shí)驗(yàn)和觀察，要么就必須以新的方式考慮那些已知的東西，從而使我們注意到他們以前沒有注意到的東西，而另一方面，不管讀者是否喜歡所提出的假設(shè)，他不會(huì)因?yàn)楹闷嫘亩d奮地去嘗試一些事情，這些事情似乎是他的新學(xué)說的結(jié)果，可能會(huì)因?yàn)樗鼈儽蛔C明是成立或反對的實(shí)驗(yàn)而建立或推翻它?！盵17]12由于“對自然界的認(rèn)識(shí)依賴于我們對世界的經(jīng)驗(yàn)而無法理性地先驗(yàn)于經(jīng)驗(yàn)而取得”[18]，因此，需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以獲得各種各樣的關(guān)于自然對象的認(rèn)識(shí)。“在方法論上，波義耳以下述方式賦予實(shí)驗(yàn)以崇高的地位：自然哲學(xué)家通過實(shí)驗(yàn)與觀察來閱讀自然之書，由此了解上帝深置于自然過程中的確鑿信息——上帝的暗示；而在一時(shí)找不到明確的上帝啟示及暗示之處(實(shí)際上，前沿的科學(xué)探索之處大都缺乏這類啟示與暗示)，則要‘用理智來衡度真理’，并用實(shí)驗(yàn)來校準(zhǔn)人類易謬的理智?！盵19]8這就 “從神學(xué)意義上確立實(shí)驗(yàn)在自然哲學(xué)中的地位”。[20]“對于波義耳來說，實(shí)驗(yàn)科學(xué)本身就是一項(xiàng)宗教的工作?！盵13]164

(二)“第二凝結(jié)物”由“第一凝結(jié)物”形成，與化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程有著更加緊密的關(guān)聯(lián)

波義耳微粒說思想主要來自于兩本書：一本是創(chuàng)作于1650年代晚期，出版于1666年的《根據(jù)微粒哲學(xué)的形式與性質(zhì)的起源》(The origin of forms and qualities according to the corpuscular philosophy)；另外一本是出版于1674年的《關(guān)于機(jī)械假說的優(yōu)點(diǎn)和依據(jù)》(About the excellency and grounds of the mechanical hypothesis)。

根據(jù)波義耳機(jī)械論自然觀，這個(gè)世界是由十分微小的微粒組成，當(dāng)微粒與物體結(jié)合或分離時(shí)，因?yàn)橐c物體中的孔洞(pores)相適應(yīng)，其大小和形狀也會(huì)變化。如果其中微粒的運(yùn)動(dòng)和結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變動(dòng)，物體會(huì)發(fā)生變化而獲得新性質(zhì)?？筛械奈矬w是由許多不可感的微粒結(jié)合而成，微粒的擺置方式和順序，使物體產(chǎn)生一定的排列和配置，構(gòu)成物體的特殊織構(gòu)(texture),規(guī)定著物體的性質(zhì)，導(dǎo)致物體的顏色、氣味、味道等可感性質(zhì)。物體及性質(zhì)的產(chǎn)生、毀滅和變化均是微粒結(jié)構(gòu)的變化。[14]15-31[15]

對于波義耳來說，構(gòu)成世界的微粒有大小、形狀和運(yùn)動(dòng)或靜止的機(jī)械屬性，微小而不可感知。對于那些理論上可分而用自然的方法幾乎不可分的微粒，稱其為“自然的最小量”(Natural minima)或“自然始基”(prima naturalia)。物質(zhì)世界的所有現(xiàn)象都可以而且應(yīng)該根據(jù)“原始情感”為特性的“自然最小量”的微粒的排列和運(yùn)動(dòng)來解釋、追溯或簡化，這些不可見微粒的排列和運(yùn)動(dòng)稱為“織構(gòu)”，它們對物體的可觀察屬性負(fù)責(zé)。

進(jìn)一步地，作為“自然的最小量”的微粒并非靜止不動(dòng)，它們可以緊密凝結(jié)形成相對穩(wěn)定的“團(tuán)簇”(clusters)。這些“團(tuán)簇”是“第一凝結(jié)物”(prima mixta)，也是基本的物質(zhì)(fundamental matter)，具有嚴(yán)格的機(jī)械論屬性，對應(yīng)于基本的微粒(fundamental corpuscles)。它們?nèi)匀徊荒鼙桓兄⑶也荒苡米匀坏霓k法分開，但是，它們具有獨(dú)特的且不變的形狀與大小，具有不可穿透性(impenetrability characteristic)和“原始情感”(primary affections)，能夠運(yùn)動(dòng)。

“第一凝結(jié)物”以其大小、形狀、運(yùn)動(dòng)以及“原始情感”造就事物，形成“第二凝結(jié)物”。對于波義耳來說，事物的性質(zhì)是由“第一凝結(jié)物”，其他各級“微粒”的結(jié)構(gòu)，以及由逐級凝結(jié)形成的物體的整體微粒結(jié)構(gòu)(其中包括物體內(nèi)部的孔隙)決定的，即由各級微粒特定的機(jī)械屬性和結(jié)構(gòu)決定的。

“第二凝結(jié)物”與“第一凝結(jié)物”是不同的。波義耳認(rèn)為：“物質(zhì)是由大量相同的、微小的微粒組成的，這些微粒可接合在一起形成較大的粒子，這些粒子本身又組成化學(xué)所處理的物質(zhì)和物體。我們觀察到的物體之間的所有不同，必定導(dǎo)源于組成物體的有效粒子即第二凝結(jié)物在形狀和運(yùn)動(dòng)上的不同?！盵2]80-81這就是說，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)或變化過程中，“第一凝結(jié)物”相對于“第二凝結(jié)物”更加穩(wěn)定，也更加根本，與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或者事物的性質(zhì)沒有直接的關(guān)聯(lián)，而“第二凝結(jié)物”則與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或事物的性質(zhì)有直接的關(guān)聯(lián)，因此，可以作為直接的原因用來解釋和說明實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，而實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果也更多更緊密地與“第二凝結(jié)物”及其特征相關(guān)聯(lián)。

(三)“微粒說”需要實(shí)驗(yàn)的支持，實(shí)驗(yàn)給予日常意義的微粒說更多支持

對于波義耳，他是如何捍衛(wèi)機(jī)械論哲學(xué)的呢？他希望對物質(zhì)實(shí)在的終極本質(zhì)，即表象背后的實(shí)質(zhì)作出解釋。即像古人一樣，借鑒可觀察世界的知識(shí)，抽象它的各個(gè)方面，并將其轉(zhuǎn)化為基本原理。具體而言就是，他主張這些原則的可解性，試圖通過與可觀察的宏觀領(lǐng)域的類比，提出關(guān)于微觀領(lǐng)域的似乎合理的(plausible)主張。這些主張?jiān)瞬豢捎^測粒子的形狀、大小和運(yùn)動(dòng)，必然超出了直接可觀察屬性，從而使得關(guān)于這些不可觀察粒子的論述并不必然合理。而且，將物體的性質(zhì)從可觀察的領(lǐng)域向不可觀察領(lǐng)域擴(kuò)展外推，也不是必然的，如對于自由落體定律，對輕的和重的物體來說，都是不變的，但是，不能說它就同樣適用于波義耳的自然的最小量，因?yàn)榇藭r(shí)它沒有重量。

這就是說，基于實(shí)驗(yàn)所作出的各種各樣的微粒說并不是完全確定的，很多時(shí)候只是假說，需要進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)去為其辯護(hù)。在一篇關(guān)于《多種個(gè)別性質(zhì)的機(jī)械起源或生產(chǎn)》(mechanical origin or production of divers particular qualities)的文章中，波義耳特別評論了事實(shí)與他的機(jī)械哲學(xué)之間的關(guān)系。在他看來，我們可以通過訴諸實(shí)驗(yàn)來支持“微粒學(xué)說”(corpuscular doctrine)，以至于提出可能的微粒機(jī)制來解釋現(xiàn)象或使其與機(jī)械哲學(xué)相兼容。他反復(fù)聲稱，他在化學(xué)領(lǐng)域中頗受青睞的實(shí)驗(yàn)，如硝石實(shí)驗(yàn)，就為他的微粒說提供了支持；他還早在《形式與性質(zhì)的起源》(Origin of forms and qualities)一文中就明確指出：“那些熱愛真正學(xué)問的人，希望通過特定實(shí)驗(yàn)來重回新哲學(xué)的學(xué)說，而我已經(jīng)盡力為他們提供了所需的經(jīng)驗(yàn)?！盵21]

對于實(shí)驗(yàn)給予微粒說的支持，查爾默斯有不同的看法。他認(rèn)為，機(jī)械論哲學(xué)分為兩種：一種是嚴(yán)格意義上的精確的機(jī)械論哲學(xué)，它以微粒的大小、形狀、運(yùn)動(dòng)以及“原始情感”來解釋實(shí)驗(yàn)，與事物變化的根本原因或第一原則相對應(yīng)；另外一種是日常意義上的樸素的機(jī)械論哲學(xué)，它與鐘表、手表、標(biāo)桿以及機(jī)器相對應(yīng)，以其組織部分之間的相互作用來解釋實(shí)驗(yàn)，與事物變化的中間原因或從屬原理相對應(yīng)。波義耳的實(shí)驗(yàn)所涉及的物質(zhì)的性質(zhì)更多地關(guān)涉于諸如重力、彈力、材料的反射和折射屬性等等,而不是僅涉及原始情感，因此，這類實(shí)驗(yàn)就不能給予嚴(yán)格意義上的機(jī)械論哲學(xué)以充分的支持，而只能給予日常意義的機(jī)械論哲學(xué)以支持。[12]110-114

應(yīng)該說，查爾默斯的主張有一定道理?；舨妓古c波義耳之間關(guān)于空氣泵的“真空”爭論，以及斯賓諾莎與波義耳之間關(guān)于硝石(硝酸鉀)“復(fù)原”實(shí)驗(yàn)的爭論，都說明了這一點(diǎn)。

三、波義耳為什么不將“元素說”與“實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合？

考察傳統(tǒng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以分為煉金術(shù)士的實(shí)驗(yàn)、帕拉塞爾蘇斯派(又稱“醫(yī)藥化學(xué)學(xué)派”)的實(shí)驗(yàn)，以及冶煉金屬者的實(shí)驗(yàn)(又稱“礦物冶煉實(shí)驗(yàn)”)，它們分別基于亞里士多德的水、火、土、氣“四元素說”，硫、汞、鹽“三元素說”，以及硫、汞、鹽、水、土“綜合五元素說”(3)對于“五元素說”有兩種理解：一是根據(jù)古希臘學(xué)說，世界的本原除了水、火、土、氣這四種基本的元素外，還有一種最完美最終極的第五元素“以太”，它支配著生命的真元，是物質(zhì)的“精髓”，是“不朽的物質(zhì)”，是“制造”日月星空的材料，也是精神的原初、動(dòng)力和終極，并以此來解釋宇宙空間的永恒，由此，水、火、土、氣、以太可稱為“五元素說”；二是由“三元素說”和“四元素說”綜合而成，為硫、汞、鹽、水、土，這被稱為“綜合五元素說”。冶煉金屬基于的是“綜合五元素說”。。波義耳指出，它們或者是實(shí)驗(yàn)上的(主要針對的是煉金術(shù)士、醫(yī)藥化學(xué)派等)，或者是概念上的(主要針對的是亞里士多德派學(xué)者)，或者是神學(xué)意義上的(主要針對的是神學(xué)觀念)?！叭缫枚潭痰囊痪湓拋須w結(jié)我所要談的全部理由，那我只能這樣告訴你，任何一個(gè)命題，無論它如何著名，如何重要，只要它尚未為毋庸置疑的證據(jù)證明為真，那么，從哲學(xué)上講，我就有充足的理由去懷疑它。如同往常一樣，如果我能揭示，人們用于說明元素存在的那些理由并不能令那些勤于思考的人們滿意，那我就敢于認(rèn)為我的懷疑是一種合理的懷疑。”[19]189

(一)基于實(shí)驗(yàn)事實(shí)，“元素說”之本原性“元素”并非存在于所有物體中

波義耳說道：“我從一開始便一直抱有某種懷疑，亦即懷疑通常的那些要素可能并不像人們所相信的那樣是一些普遍而廣泛的要素，并不能從化學(xué)操作中一一得出，因此，對我來說，既要注意到種種為懷有偏見的人們所忽視的、看起來與煉金術(shù)學(xué)說不太協(xié)調(diào)的現(xiàn)象；又要設(shè)計(jì)出一些可能為我反對該學(xué)說提供依據(jù)的，且并不為許多現(xiàn)在仍然活著的、從事化學(xué)事業(yè)或許要比我更久、對于某些特殊過程可能要比我更有經(jīng)驗(yàn)的人們所熟知的實(shí)驗(yàn)，倒算不得什么難事。”[19]11

基于這樣的思想，波義耳結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對于“元素說”作了一番考察和評論。

波義耳說道：“首先，我認(rèn)為，在何種程度以及何種意義上，才應(yīng)當(dāng)將火視為真正的且是萬能的分析結(jié)合物的工具，這可能恰恰還是一個(gè)有待質(zhì)疑的問題，而不論庸俗化學(xué)家們曾作過怎樣的證明或訓(xùn)示?！盵19]29“其次，我發(fā)現(xiàn)，存在著某些結(jié)合物，看起來似乎以任何強(qiáng)度的火都可以從這些結(jié)合物中分離出鹽或硫或汞，但這種可能卻從來就不曾被實(shí)現(xiàn)過，更不用說要將所有這三要素一起分離出來?！盵19]32“下一項(xiàng)，我們著手考慮，僅只使用火，有些分析要么完全不能進(jìn)行，要么不能很好地完成，而利用其他方法卻能夠完成?！盵19]37“我將要提出第四點(diǎn)理由以支持我的第一類思考，這就是，火即便有時(shí)能將某種物體分解成稠性各不相同的種種物質(zhì)，但通常情況下并不能將其分成種種實(shí)體性的要素，而只是重組其成分形成種種新的結(jié)構(gòu)，由此產(chǎn)生的種種凝結(jié)物，無疑有著新的性質(zhì)，但仍然不外乎是復(fù)合物性質(zhì)?！盵19]41“第五，上述實(shí)驗(yàn)促使我認(rèn)為，很難證明，除了火以外，再也找不到其他任何物體或辦法，能夠?qū)⒛Y(jié)物分解成數(shù)種勻質(zhì)物質(zhì)，而這些物質(zhì)如同用火分離得到或產(chǎn)生的那些物質(zhì)一樣，無疑應(yīng)稱為是凝結(jié)物的元素或要素?！盵19]41

根據(jù)上面五點(diǎn)，波義耳事實(shí)上是說，除了通過“火”作為手段之外 ，還可以運(yùn)用其他手段達(dá)到分析結(jié)合物的目的；根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，用“火”對結(jié)合物進(jìn)行分析，還不能從所有物質(zhì)中分離出本原性的“鹽”或“硫”或“汞”，至于同時(shí)從同一物質(zhì)中分離出這三種本原性的元素，就更未見；這說明，在很多時(shí)候用“火”分析結(jié)合物，并不能得到本原性的元素；而且，通過除“火”以外的其他方法也難以得到這些元素。

在這樣的基礎(chǔ)上，波義耳最后得出結(jié)論：“須知，此后我還將會(huì)證明，化學(xué)家們通常稱之為物體的鹽、硫、汞的那些物質(zhì)，并不像他們所想象的那樣以他們的假說所要求的那樣是一些純一的、元素性的物質(zhì)?！盵19]42這樣的證明就是波義耳的水培植物(如煙草、綠薄荷、南瓜等)、黃楊木的蒸餾實(shí)驗(yàn)。通過這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，波義耳得到了與已有判斷相矛盾的結(jié)論。[22]

這就是說，根據(jù)波義耳的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，并不能保證世界上的萬事萬物最終都有“四元素說”“三元素說”“五元素說”之各種各樣的本原性的“元素”存在，傳統(tǒng)“元素說”將世上萬物的最終存在定于幾種本原性的“元素”是錯(cuò)誤的。

當(dāng)然，對于這幾種元素是否是物質(zhì)性地存在，波義耳并不否認(rèn)，他否認(rèn)的是把這些物質(zhì)作為萬事萬物的本原性的“元素”。波義耳說道：“我想，您大概猜得出我這樣爭辯的意思，也想得到我總不至于可笑到如此地步，竟然會(huì)否認(rèn)土、水、汞和硫這些物體的存在：我將土和水視為宇宙(或者毋寧說地球)的一些組成部分，而不是所有混合物的組成部分。而且，雖然我不會(huì)武斷地否認(rèn)有時(shí)可能會(huì)從某種礦物甚至是金屬中得到某種流動(dòng)的汞或可燃物，但我無需承認(rèn)在這種情況下得到的流動(dòng)的汞或可燃物即是上述意義上的元素?！盵1]146

(二)基于“‘凝結(jié)物’是多種多樣” 的思辨，“元素”也應(yīng)該是多種多樣的

波義耳說道：“就我當(dāng)時(shí)所運(yùn)用的那些元素概念而言，我想再次指出，如果我們姑且認(rèn)為下述假定是合理的，這一假定就像我當(dāng)時(shí)曾作過的假定一樣，是說一種元素由彼此完全相同的眾多的微粒構(gòu)成的，而這種微粒又是由質(zhì)料的極其微小的粒子所構(gòu)成的某種微小的第一凝結(jié)物組成的，那么，我們設(shè)想上述第一聚集體的種數(shù)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止三個(gè)或五個(gè)，便絕無荒謬可言。因此，我們無須假定，在我們所探討的每一復(fù)合物中，都恰好能夠找出三種如上所述的原始凝結(jié)物?！盵19]93

根據(jù)波義耳的上述話語，每一種元素都與同一種微粒凝結(jié)成的第一凝結(jié)物對應(yīng)，第一凝結(jié)物多種多樣，因此，元素也應(yīng)該多種多樣，有的結(jié)合物可能由兩種元素構(gòu)成，有的結(jié)合物可能由三種、四種、五種乃至更多的元素組成。“所以，按照這一見解，就不可能給一切類別的復(fù)合物的元素指定確定的種數(shù)，因?yàn)橛行┠Y(jié)物可能是由較少的元素組成的，還有些凝結(jié)物又可能是由較多的元素組成的。而且，按照這些原則，就的確可能存在著這樣的兩類結(jié)合物，其中一類可能并不含有組成另一類結(jié)合物的全部元素中的任何一種?！盵19]93-94

這就是說，組成萬事萬物的最終元素有多種，也可能完全不同?！坝捎谠乜赡懿恢刮辶N，而且一物體所具有的那些元素亦可能不同于另一物體所具有的那些元素，因此，某些再混合物的分解可能導(dǎo)致某些新種類的結(jié)合物的產(chǎn)生，因?yàn)橐恍┮郧安⑽淳奂谝黄鸬脑乜赡軙?huì)發(fā)生結(jié)合。”[19]109

綜合上面的論述，波義耳似乎是說，存在于一切事物之中作為世界本原的那樣幾種特定的“元素”是不存在的，存在的應(yīng)該是多種多樣的作為微粒的“第一凝結(jié)物”的“元素”，這樣的“元素”多種多樣，可以作為每一種事物之根本。波義耳就說：“須知，正如一種語言的每一個(gè)單詞無不是由數(shù)目相同的一組字母組成未見得就合乎語言的本性一樣，說一切由元素組成的物體都是由數(shù)目相同的一組元素復(fù)合而成，也未見得合乎我們的這個(gè)正因?yàn)槎嘧硕嗖什棚@得完美無缺的大千世界的本色?！盵19]184

(三)從神學(xué)上看，造物主無需只用少數(shù)幾種“元素”創(chuàng)造世界

波義耳說道：“人們想到元素的存在，可能出自于這樣的一些考慮，簡單地劃分一下，不外乎有兩類。其一是說，造物主在構(gòu)成那些被看作是結(jié)合物的物體時(shí)必須使用元素作為砌塊。另一是說，結(jié)合物的分解表明造物主早已將元素復(fù)合成了結(jié)合物?！盵19]189

對于上述兩類考慮，波義耳認(rèn)為都是存在欠缺的?！耙?yàn)橥粓F(tuán)質(zhì)料無須通過與任何外部物體發(fā)生復(fù)合，起碼它無須通過與元素發(fā)生復(fù)合，就可以賦予形形色色的形式，從而可被(成功地)轉(zhuǎn)變成許許多多的不同物體。又因?yàn)橘|(zhì)料縱然披有多種不同的形式，但從根本上講都不過是水而已，而且它在歷經(jīng)如此之多的轉(zhuǎn)變過程中，從未被還原成其他的那些被說成是結(jié)合物的要素和元素的物質(zhì)中的任何一種，這當(dāng)然要把劇烈的火除開在外，火本身并不能將物體分解成絕對簡單或絕對基本的物質(zhì)，而只是將其變成一些新的復(fù)合物；所以，我要說，既然是這樣的話，那我實(shí)在看不出有什么理由非要相信存在著這樣的一些原始而簡單的物體，說造物主正是用這些物體作為先在的元素才得以復(fù)合出一切其他物體。我實(shí)在看不出我們?yōu)槭裁床荒茉O(shè)想，造物主只須以各種方式對那些被認(rèn)為是結(jié)合物的物體的微小部分施行改造作用，即可以令這些物體相互造成它們自己，而無須將質(zhì)料化作那些所謂的簡單物質(zhì)或勻質(zhì)物質(zhì)?！盵19]223

由上面的敘述可以看出，波義耳懷疑各種“元素說”之本原性的“元素”存在。這點(diǎn)由波義耳的下面一段話可以看出：“我現(xiàn)在所談的元素，如同那些談吐最為明確的化學(xué)家們所談的要素，是指某些原始的、簡單的物體，或者說是完全沒有混雜的物體。它們由于既不是由其他任何物體所混成，也不能由自身混成，而是我們所說的完全結(jié)合物的組分，它們直接復(fù)合成完全結(jié)合物，而完全結(jié)合物最終也分解成它們。然而，在所有的那些被說成是元素的物體當(dāng)中，是否總可以找出一種這樣的物體，則是我現(xiàn)在所要質(zhì)疑的事情?！盵19]188

如果我們承認(rèn)波義耳懷疑乃至否定“元素說”，那么，我們就可以理解他為什么不將“元素說”與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，而將微粒說與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來了。

四、波義耳如何將“微粒說”與“實(shí)驗(yàn)”相結(jié)合?

(一)將實(shí)驗(yàn)從哲學(xué)的統(tǒng)領(lǐng)中解放出來，把化學(xué)確立為科學(xué)

考察傳統(tǒng)的煉金術(shù)士、巫術(shù)士和醫(yī)藥化學(xué)學(xué)派的實(shí)驗(yàn)，雖然基于的元素各有不同，但是，在波義耳看來，卻具有以下一系列共同特點(diǎn)。

第一，萬事萬物都是由這些元素構(gòu)成，它們是世上萬事萬物的始基。這些元素并非是沒有生命，沒有精神和沒有靈魂的，而是有其內(nèi)在的本質(zhì)和自身的傾向，正是這些引導(dǎo)并決定著煉金術(shù)士、巫術(shù)士、醫(yī)藥化學(xué)學(xué)家等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，“激發(fā)”(vexing)自然，產(chǎn)生新的物質(zhì)，以達(dá)到制得貴金屬、治療疾病等的目的。

第二，這些實(shí)驗(yàn)都是以無法解釋(驗(yàn)證)的亞里士多德的“實(shí)體的形式”(substantial form)來解釋事物的性質(zhì)的，即事物除了具體化的質(zhì)料外，還有使該事物“是其所是”的形式(form)，這樣的形式是事物運(yùn)動(dòng)變化的內(nèi)在原因，就是它賦予事物的性質(zhì)或特性。[23]如此，在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)者那里，各種“元素說”是最基本的，是上述各種實(shí)驗(yàn)的理論基礎(chǔ)，正是它們作為先驗(yàn)的真理，成為不容懷疑的教條，指導(dǎo)并且規(guī)定著各種實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、實(shí)施及其實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋和檢驗(yàn)，而它們自身不用解釋和檢驗(yàn)。結(jié)果是，作為哲學(xué)的各種“元素說”就成為實(shí)驗(yàn)的先導(dǎo)統(tǒng)領(lǐng)著實(shí)驗(yàn)，而實(shí)驗(yàn)反而為上述各種“元素說”背書，并成為各種神秘方術(shù)的代名詞，“各種現(xiàn)象都被壓進(jìn)了概念所提供的模子中”。[2]70

這就是當(dāng)時(shí)化學(xué)的狀況。這雖然一定程度上推動(dòng)了化學(xué)的發(fā)展，甚至也推動(dòng)著冶煉術(shù)和醫(yī)藥化學(xué)為人類服務(wù)，但是，化學(xué)作為一門獨(dú)特的、實(shí)證性的近代自然科學(xué)學(xué)科，并沒有產(chǎn)生。福斯特福爾就說：“作為一門獨(dú)特科學(xué)的化學(xué)幾乎不存在。就作為一種獨(dú)特事業(yè)的化學(xué)而言，它通常不被看作一門科學(xué)。另一方面，就作為科學(xué)之一部分的化學(xué)而言，它又不是一種獨(dú)特的事業(yè)。化學(xué)家們自己把他們的學(xué)科看作是服務(wù)于醫(yī)學(xué)的一門技藝，并致力于藥物的制備。”[2]69

關(guān)于波義耳認(rèn)識(shí)到的當(dāng)時(shí)的化學(xué)所處的狀況，他說：“那些稱頌抽象理性的人在言語上贊美理性，就好像它是自足的，而我們則是在實(shí)效上贊美理性，我們把理性交予物理經(jīng)驗(yàn)和神學(xué)經(jīng)驗(yàn)，告訴理性如何請教它們并從中獲得信息；后一種人比前一種人更能為理性提供有用的服務(wù)，因?yàn)榍耙环N人只是恭維理性，而后一種人卻能用正確的方式來改進(jìn)它。”[13]144

他是這樣說的，也是這樣做的。他不以理論的教條規(guī)定實(shí)驗(yàn)，而是把理性交于物理經(jīng)驗(yàn)；他遵從機(jī)械論哲學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)否定“元素說”將某些元素作為事物本原(最終存在)，并且通過大量實(shí)驗(yàn)來研究物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，然后再運(yùn)用微粒說解釋實(shí)驗(yàn)，確實(shí)將實(shí)驗(yàn)從哲學(xué)之中，以及將理論(微粒說)從先驗(yàn)之中，獨(dú)立了出來。波義耳曾寫道：“我們在物理學(xué)、力學(xué)、化學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中最有用的概念，并不是從基本原理衍生出來的，而是源于從基本原理衍生出來的中間理論、概念和規(guī)則，這實(shí)際上是說，實(shí)驗(yàn)科學(xué)能夠獨(dú)立于機(jī)械論哲學(xué)的指示而卓有成效地進(jìn)行。”(4)轉(zhuǎn)引自查爾默斯，同時(shí)包含相關(guān)的保存在皇家學(xué)會(huì)的波義耳論文微縮膠片案卷信息(BOYLE R. 1990. Collections from the royal society: letters and papers of Robert Boyle. Bethesda, Maryland: University Publications of America, Vol. ix, f40, reel 5, frame 250)。[12]107-108就此，他改變了當(dāng)時(shí)化學(xué)的狀況——不以傳統(tǒng)哲學(xué)統(tǒng)領(lǐng)和裁決實(shí)驗(yàn)，而以物質(zhì)性的實(shí)驗(yàn)及其實(shí)驗(yàn)檢視保證實(shí)驗(yàn)過程及其結(jié)果的真實(shí)，獲得客觀經(jīng)驗(yàn)，再進(jìn)一步構(gòu)建微粒假說解釋實(shí)驗(yàn)以校驗(yàn)微粒說，從而將化學(xué)確立為科學(xué)，創(chuàng)立近代化學(xué)。

(二)尋找與實(shí)驗(yàn)緊密關(guān)聯(lián)的“中間原因”或“次級原因”將更為重要

對于機(jī)械微粒說與實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系，波義耳就說：“我的主要目的是通過實(shí)驗(yàn)向你表明，幾乎一切種類的特性——其中大多數(shù)沒有得到學(xué)界的闡明就留了下來，或者一般地把它們稱為不可理解的物質(zhì)形式(但我知道其實(shí)并非如此)——都可以機(jī)械地產(chǎn)生，這些性質(zhì)中的大多數(shù)都沒有得到經(jīng)院學(xué)者的解釋，或者泛泛地歸于我所不了解的某些無法理解的實(shí)體形式；我所謂的物質(zhì)動(dòng)因是指只有憑借物質(zhì)自身各個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)、大小、形狀和設(shè)計(jì)(contrivance)才會(huì)運(yùn)作的東西(我把這些屬性稱為物質(zhì)的機(jī)械屬性)?！盵13]146據(jù)此，波義耳是說，通過實(shí)驗(yàn)可以機(jī)械地呈現(xiàn)事物的現(xiàn)象和性質(zhì)，對于它們，不可通過實(shí)體的形式來解釋，而可以通過各種微粒的機(jī)械屬性來闡明現(xiàn)象發(fā)生的原因。

任何現(xiàn)象(包括實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)的發(fā)生都有原因，也都需要解釋。對于波義耳來說，這樣的原因和解釋，存在一個(gè)“量表或一系列的原因”和相應(yīng)的“解釋程度”。[17]21在自然原因的范疇內(nèi)，最高級的原因是真正的機(jī)械原因，源于物質(zhì)的最小微粒或原子的運(yùn)動(dòng)，以原始情感作為其特性；最低級的原因是最直觀、最具體，也是最易懂的原因，例如可以用重量(重力)來解釋石塊的下落。高級原因和低級原因之間形成一個(gè)“原因量表”，根本解釋與非根本解釋之間造成“程度差異”，兩者之間存在著某種對應(yīng)?！笆聦?shí)上，在事物的特定結(jié)果和最普遍的原因之間，常常存在著許多次要的原因，因此留下了一個(gè)很大的領(lǐng)域，使人們能夠發(fā)揮自己的勤勉和理智，從更普遍和常見的因素中推斷出事物的性質(zhì)以及它們之間的中間原因(如果我可以這樣稱呼它們的話)?！盵17]23例如，我們可以通過氣壓來解釋氣壓計(jì)中的汞含量，通過空氣的彈性(“彈力”)和重力來解釋氣壓，通過構(gòu)成微粒的彈性來解釋空氣的彈性，以此類推，直到達(dá)到最高級，通過普遍存在的物質(zhì)組分的形狀、大小和運(yùn)動(dòng)解釋微粒的彈性。至此，就可以由機(jī)械論哲學(xué)——最終的物質(zhì)微粒的形狀、大小和運(yùn)動(dòng)來解釋實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。

通過高級原因解釋事物是重要的，波義耳認(rèn)為：“拒絕或輕視所有不是從原子或其他不可觀察的物質(zhì)微粒的形狀、大小和運(yùn)動(dòng)中直接推導(dǎo)出來的解釋是倒退的”，并敦促那些堅(jiān)持機(jī)械程序的人“承擔(dān)比他們想象的更艱巨的任務(wù)”。(5)同上一注釋，Boyle (1990, Vol. viii, f166, reel 5, frame 168)。[12]108

但是，進(jìn)一步通過中間原因乃至低級原因來解釋事物也是重要的。波義耳就說：“知道事物的性質(zhì)是如何從物質(zhì)中最小部分的原始情感推導(dǎo)出來的，這是一種好處，也是令人滿意的地方；然而無論我們是否意識(shí)到，如果我們知道它們所組成的這個(gè)或那個(gè)的主體性質(zhì)，以及它是如何作用于其他的物質(zhì)，或是由它們所帶來的，我們可以在沒有上升至原因量表頂端的情況下，謹(jǐn)慎做出當(dāng)下之舉，例如，如果沒有對特定的物質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)的檢查，恐怕即使是知識(shí)最淵博的沉思者，也從來不會(huì)找到先驗(yàn)的先例?！盵17]21他進(jìn)一步指出：“因?yàn)闉榱艘U明一個(gè)現(xiàn)象，賦予它一個(gè)普遍有效的原因是不夠的，我們還必須明確表明那個(gè)一般的原因產(chǎn)生這個(gè)擬定效果的具體方式。如果一個(gè)人，只想弄清楚一只手表的現(xiàn)象，滿足于知道它是一個(gè)鐘表匠制造出來的機(jī)械，那么，他必定是個(gè)很遲鈍的研究者；但是因此他就對如下這些東西一無所知：發(fā)條、齒輪、擺輪和其他零件的結(jié)構(gòu)和接合，以及它們相互作用、合作起來使表針指出正確時(shí)間的方式?！盵13]150

在此情況下，波義耳努力尋找與實(shí)驗(yàn)緊密相關(guān)的 “從屬原則”和“中間原因”。他將重力、發(fā)酵、彈性和磁性列為次要原則和中間原因。他明確提出，他那個(gè)時(shí)代的大部分科學(xué)，包括他自己的化學(xué)和氣動(dòng)學(xué)，都應(yīng)該被視為“中間原因”的知識(shí)，而不是首要的原因——機(jī)械論的原因。對于這些原因，波義耳認(rèn)為它們雖然不能對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給出最終的和最根本的解釋，但是，這樣的解釋能夠被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，因而也更加真實(shí)和有用。波義耳就說：“在自然事物的從屬或中間原因中，可能有許多：有些或多或少地偏離了基本原理，但是它們中的每一個(gè)都能夠給人以一種令人愉悅和有益的指導(dǎo)。為了區(qū)別起見，我們可以把這些稱為宇宙學(xué)、流體靜力學(xué)、解剖學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和其他現(xiàn)象的原因，因?yàn)檫@些原因相較自然現(xiàn)象的普通和初始原因更加直接(按我們估量事物的方式)?！?6)同上一注釋，Boyle (1990, Vol. ix, f40-41, reel 5, frame 250)。[12]107

(三)從還原論的到涌現(xiàn)論的化學(xué)本體論出發(fā)，以獲得更加充分的對實(shí)驗(yàn)的解釋

查爾默斯(2009)認(rèn)為，從某種意義來說，波義耳是通過還原論來解釋可觀察物體的一系列屬性的。他認(rèn)為，對于這些屬性可分為兩類：一類是可感知特性(波義耳術(shù)語中的“感知特性”)，如顏色和氣味；另外一類，如溫度或彈性，則取決于物體的主要部分如何相互作用。對于前一類可感知特性，通過機(jī)械粒子(即僅以形狀、大小和運(yùn)動(dòng)為特征的粒子)對我們感官的作用引起的反應(yīng)來解釋。如對于某個(gè)特定環(huán)境中的物體的顏色，是由構(gòu)成它們的微粒結(jié)構(gòu)同構(gòu)成光的微粒結(jié)構(gòu)相互作用的結(jié)果，以及在這些情況下光與我們的眼睛(它們本身是由機(jī)械粒子組成的一種特殊排列)的相互作用的結(jié)果。對于后一類特性，波義耳認(rèn)為，它們與人類能否感知無關(guān)，而均可以用機(jī)械粒子及其運(yùn)動(dòng)來解釋。如對于一個(gè)物體的溫度取決于組成它的微粒運(yùn)動(dòng)的相對活力，而硝酸溶解黃金的能力則歸因于構(gòu)成這兩種物質(zhì)的機(jī)械粒子的形狀和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系及其相互作用。[12]100

考察我國學(xué)者對波義耳硝石(硝酸鉀)的“復(fù)原實(shí)驗(yàn)”(the ‘redintegration experiment’)微粒說解釋的解讀[24]，似乎正是如此。

不過，也有學(xué)者持有不同觀點(diǎn)。瑪麗娜·保拉就認(rèn)為，微粒是分等級的，有“一階凝結(jié)物”和“二階凝結(jié)物”(rst-order and second-order corpuscles)?！岸A凝結(jié)物”由“一階凝結(jié)物”形成但又不同于“一階凝結(jié)物”，對于“一階凝結(jié)物”，可以以還原論的機(jī)械論屬性對待之，而對于“二階凝結(jié)物”則應(yīng)該以非還原論的化學(xué)屬性討論之。這就是波義耳的復(fù)雜的化學(xué)本體論，它要比通過精確的還原論者以及笛卡爾的機(jī)械論哲學(xué)，提供更加令人滿意的對化學(xué)現(xiàn)象的理解。這點(diǎn)體現(xiàn)于波義耳和斯賓諾莎(Spinoza)之間的關(guān)于硝石(硝酸鉀)的“復(fù)原”的爭論上。[25]

五、波義耳微粒說與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的意義和說明

根據(jù)以上的論述，波義耳否定了亞里士多德學(xué)者哲學(xué)推理式的先驗(yàn)的自然觀——“元素說”以及“內(nèi)在目的論”的真理性，代之以微粒說來解釋世界；拋棄了傳統(tǒng)煉金術(shù)士、醫(yī)藥化學(xué)派以及金屬冶煉家們以先在的“四元素說”“三元素說”“五元素說”的演繹推理統(tǒng)領(lǐng)并裁決實(shí)驗(yàn)的“哲學(xué)式科學(xué)”，而走向?qū)嶒?yàn)先在的并以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建構(gòu)并審度相關(guān)微粒說的“實(shí)證式科學(xué)”；提出了“第一凝結(jié)物”“第二凝結(jié)物”的概念，并以“中間原因”以及“低級原因”的探求，給出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及物質(zhì)性質(zhì)的“二階解釋”，從而從“哲學(xué)式科學(xué)”的原理式的自然觀理論形態(tài)，走向“實(shí)證式科學(xué)”的原理式的自然觀理論形態(tài)與概念式的命題理論形態(tài)之中間形態(tài)——“準(zhǔn)科學(xué)定理”或“準(zhǔn)科學(xué)規(guī)律”形態(tài)，使得化學(xué)成為科學(xué)實(shí)驗(yàn)與科學(xué)理論的結(jié)合體。

如此，波義耳就以有根據(jù)的自然觀代替無根據(jù)的自然觀，以實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立性以及對微粒說的理論建構(gòu)及將此用于實(shí)驗(yàn)之中，避免了傳統(tǒng)“元素說”對事物的解釋以及在其基礎(chǔ)上的實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)性(不確定性)，使得相關(guān)微粒說解釋和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐具有確定性。這是微粒說的勝利，也是獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的勝利，更是波義耳的微粒說與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐相結(jié)合的勝利，正是這樣的勝利，使得化學(xué)從原來神秘的先驗(yàn)的理論統(tǒng)領(lǐng)經(jīng)驗(yàn)之路走向后驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)實(shí)證之路，也使得化學(xué)成為科學(xué)。

歷史上的科學(xué)史家給予波義耳以很高的評價(jià)。法國科學(xué)史家薩韋里安稱贊波義耳，說他使化學(xué)與物理學(xué)統(tǒng)一了起來，或者至少與物理學(xué)聯(lián)系了起來，教給化學(xué)家以一種可理解的方式談?wù)摶瘜W(xué)。[26]英國化學(xué)家沃特森宣稱波義耳的各種著作和實(shí)驗(yàn)極大地促進(jìn)了英國理性化學(xué)的引入。[27]化學(xué)家、煉金術(shù)士普賴斯稱贊波義耳是可敬的英國哲學(xué)化化學(xué)之父。[28]伯特認(rèn)為，波義耳“通過把多樣性和變化完全還原為運(yùn)動(dòng)而對其進(jìn)行解釋的嘗試不可避免會(huì)引向原子論。”博厄斯經(jīng)過研究指出，波義耳不僅證明了化學(xué)對醫(yī)藥和實(shí)用技藝是有用的，而且還證明了化學(xué)對自然哲學(xué)也是有用的；波義耳通過化學(xué)闡述自然哲學(xué)，在當(dāng)時(shí)是非常激進(jìn)的做法；波義耳可能是第一個(gè)把化學(xué)當(dāng)作自然哲學(xué)的一個(gè)分支來處理的人，他成功地從機(jī)械論哲學(xué)之微粒說來解釋物體的化學(xué)性質(zhì)。[29]瑪麗娜·保拉說道，我們當(dāng)代對結(jié)構(gòu)解釋的關(guān)心，是當(dāng)代化學(xué)強(qiáng)調(diào)微觀結(jié)構(gòu)的一個(gè)功能。不過，在波義耳那里，對結(jié)構(gòu)解釋的討論，將作為案例研究，用于闡明我們當(dāng)代關(guān)注的主題早就有深刻的歷史來源，而且，化學(xué)史能夠本質(zhì)地影響到當(dāng)代化學(xué)哲學(xué)的議題。[30]

上述評價(jià)有一定道理。當(dāng)然，受著時(shí)代的影響、科學(xué)發(fā)展以及個(gè)人的局限，波義耳的許多科學(xué)思想并不是純粹的，而是復(fù)雜的。

第一，波義耳曾多次提出，世界上的許多現(xiàn)象不能單用機(jī)械論來解釋，上帝的活性和運(yùn)動(dòng)能力，是其運(yùn)動(dòng)變化的最根本原因?！安x耳強(qiáng)烈反對莫爾的天使和自然精神(或向一定目的運(yùn)動(dòng)的附屬的精神存在)學(xué)說，反對以此來說明凝聚力、吸引力、重力等這樣的吸引現(xiàn)象?！盵13]149但是，“同萊默里和梅奧一樣，波義耳的化學(xué)也在其機(jī)械論外表之下保留了相當(dāng)多的屬于帕拉塞爾蘇斯傳統(tǒng)的殘余物?！盵2]81如波義耳認(rèn)為，酸精是硝石的活的成分的具體體現(xiàn)，空氣中包含的“活性射流”(seminal effluvia)參與了硝石的結(jié)晶；波義耳同意，金屬生長在土中，而且是“雄性要素”(赫爾蒙特的術(shù)語)產(chǎn)生了它們。這體現(xiàn)了活力論與煉金術(shù)傳統(tǒng)的“種子”(通過在“轉(zhuǎn)化”中加入“種子”來完成轉(zhuǎn)化)對他的影響。這也說明，波義耳雖然批判了活力論、目的論等，但并沒有完全質(zhì)疑它們的有效性。這也是他熱衷于煉金的原因之一。

第二，波義耳基于機(jī)械自然觀否定了亞里士多德學(xué)者、煉金術(shù)士、醫(yī)藥化學(xué)派、冶煉金屬者等“元素說”之“實(shí)體形式”的元素存在，也基于實(shí)驗(yàn)否定了上述“元素說”之本原性的幾種“元素”存在，但是，他并沒有明確否定“元素說”的核心內(nèi)涵，只是可能把這樣的“元素”歸于多種多樣的“自然的最小量”凝結(jié)成的“第一凝結(jié)物”。如果是這樣的話，說他“創(chuàng)立了科學(xué)的元素概念，把化學(xué)確立為科學(xué)”有一定道理，因?yàn)榛诓x耳的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐之貫徹，體現(xiàn)了物質(zhì)化學(xué)鑒別的思想，最終目標(biāo)是達(dá)到他的“元素”定義的狀態(tài)——“不能分解的狀態(tài)”，只不過這樣的元素種類有多種而不是原先的“元素說”的三種、四種或五種。

第三，深入考察波義耳的微粒說與實(shí)驗(yàn)之間的結(jié)合，可以發(fā)現(xiàn)，正是實(shí)驗(yàn)之于微粒說的相對獨(dú)立，以及基于實(shí)驗(yàn)的“中間原因”或“低級原因”非根本的對“第二凝結(jié)物”等的具體的解釋，把基于機(jī)械論自然觀的實(shí)驗(yàn)與基于實(shí)驗(yàn)的微粒說結(jié)合了起來。這可能導(dǎo)致兩方面的結(jié)果：一是實(shí)驗(yàn)之于微粒說的依賴要比微粒說之于實(shí)驗(yàn)的依賴更少；二是基于“中間原因的”或“低級原因的”更加具體的機(jī)械論的解釋對實(shí)驗(yàn)的支持，要比基于“根本原因的”更加抽象的微粒說的解釋對實(shí)驗(yàn)的支持更多。如此，就在傳統(tǒng)的“哲學(xué)式”科學(xué)之自然觀與觀察事實(shí)之間加進(jìn)了一個(gè)中間層次——基于中間原因的更為具體的微粒說，這是科學(xué)假說或科學(xué)理論的前身，一定意義上將科學(xué)理論與實(shí)驗(yàn)關(guān)聯(lián)了起來。應(yīng)該說，這是波義耳將化學(xué)確立為科學(xué)的最重要的方面。

需要指出的是，“波義耳的代數(shù)解題能力以及數(shù)學(xué)應(yīng)用的能力與他的神學(xué)、語言、公共事務(wù)、實(shí)驗(yàn)哲學(xué)、醫(yī)學(xué)以及化學(xué)一樣好?！盵4]他也不是不知道數(shù)學(xué)對于自然科學(xué)(自然哲學(xué))的作用，他曾指出沒有學(xué)過數(shù)學(xué)的人是不能發(fā)現(xiàn)自然界事物的許多性質(zhì)和用處的。既如此，他為什么不將數(shù)學(xué)與實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，將實(shí)驗(yàn)推進(jìn)到定量階段？最主要原因是他覺得，在他那一時(shí)代，走向?qū)嶒?yàn)更重要。第一，人們習(xí)慣于在較少的觀察和實(shí)驗(yàn)的情形下提出普遍性的假說(公理或原則)，結(jié)果這些假說(公理或原則)最終被新的進(jìn)一步的觀察和實(shí)驗(yàn)所否決，[31]鑒此，他決定從自身做起，進(jìn)行實(shí)證性的實(shí)驗(yàn)研究[32]；第二，數(shù)學(xué)證明有點(diǎn)過于接近從先驗(yàn)原理推理的方法，實(shí)驗(yàn)證明比數(shù)學(xué)證明更有說服力；[33]第三，相對于數(shù)學(xué)文獻(xiàn)，紳士和商人都更容易從實(shí)驗(yàn)文獻(xiàn)中受益[4]。