《怀疑的化学家》及相关化学史问题(附:征求汉译修订意见)

 

袁江洋

 

1.《怀疑的化学家》汉译:征求修订意见

《怀疑的化学家》汉译本(武汉出版社,1993)出版至今已届十年。为准备再版,译者特在此向化学史的研究者及本书的其他使用者征求修订意见,尤其欢迎指出翻译中的“硬伤”。文体问题(如超长文句问题)不予探讨,请原谅。

自该译本出版以来,已有一些学者(主要是化学史学者)在研究中使用此本作为文献。在此,我要特别感谢清华大学刘立副教授以私下以及某种半公开的方式告之我一处翻译问题,即《怀疑化学家》“第一部分”“命题一”中与“production”一词相关的翻译问题。(参见其论文“对‘波义耳把化学确立为科学’的再认识——波义耳与17世纪的化学”,有兴趣的读者,可查阅以下网址:http://www.phil.pku.edu.cn/hps/article.php?op=top2art&cid=3&tid=7

 

2.对化学史研究现状的看法

目前,化学史研究在中国处于某种沉寂状态,前辈学者以及我辈学人均对此深有感触。事实上,随着一些前辈学者已届高龄并相继退役,我国的化学史研究事业后继乏人。在此值得一提的是,北大科学与社会中心(孙小礼教授与任定成教授)近年来颇为关注化学史研究,有意识地安排一些硕士生与博士生在化学史方面选题并展开研究。

中国科学史学会化学史专业委员会与中国自然辩证法研究会化学化工委员会,于2001年于北京大学科学与社会中心召开了一次联合年会。这次联合年会是在此类年会中断多年的情形下进行的。在这次年会上,廖正衡老教授与刘立博士曾基于对《怀疑的化学家》译本,回头关注化学史经典研究领域的某些问题,如元素概念的确立以及与恩格斯“波义耳把化学确立为科学”之论断相关的问题。我也曾撰文探讨牛顿炼金术问题,但至今仍未有时间定稿、发表。遗憾的是,原订于今年召开的联合年会因Sars流行而未能召开。

 

3.某些化学史问题:简短的再检视

由于目前不可能抽出大板块时间就波义耳及相关化学史研究中的某些问题展开详细分析、论证,故我想在此简要谈谈个人的某些看法,以抛砖引玉,供同仁批评。但愿能有更多学人关注化学史研究,并以新的史学研究态度与方法,发现新的问题,形成新的、更有思想厚度的历史理解。

 

3.1.西方化学史的分期问题

在科学史研究中,人们很容易以不同历史时段中的重要历史人物为代表进行历史分期。譬如,就近代化学史而言,照此方法很容易划分出以下三个历史时段:[1] 波义耳——17世纪化学;[2] 拉瓦锡——18世纪化学;[3] 道尔顿——19世纪化学。这种分期方案固然简便易行,但在更为严密的历史理解中,却并不一定成立。早在数十年前,Farber博士就曾在其《化学的进化》(The Evolution of Chemistry, Harvard)一书序言中提到过这种做法的弊端。因为这种分期方案能否成立,不但要看不同时段上的代表人物对于科学知识的发展是否有着杰出的贡献,还要看他们能否真正代表当时的化学家群体。

最初的科学学科史研究,往往单从本学科知识的发展线索进行历史分期、提出并回答学科史问题,而不考虑学科在科学系统中的协调发展问题和与之共生的社会-文化现象。这样一种做法的弊端,已由库恩范式概念的提出以及科学社会学对于科学建制化问题的研究所揭示,同时也为当代科学史家的学术实践所彰显。

 

3.2关于恩格斯“波义耳把化学确立为科学”之论:为经典作家作注,可以止矣!

不知道恩格斯是否赞同上述分期方案,也不知道他对于化学与化学史的理解到底达到何种程度,但他的确说过,“波义耳把化学确立为科学”;仅此一句,就足以使这种论断对以往数十年中中国出版的许多化学及化学史教科书发生了重要影响,相应的分期方案也得到了广泛采纳。而且,我们不难理解,在当时的学术政治背景中,人们几乎是不得不致力于为恩格斯的论断作注的工作,其通常的格式是:“波义耳确立了化学元素概念,因此他把化学确立为科学”。

当然,在现代英美学术传统中,这种“述而不作”的做法从来就没有魅力。但是,“波义耳确立化学元素概念”的说法却是西方学者而非中国学者创造的。一个显著的例子可见于帕廷顿《化学史》(其节本有中译本)。帕廷顿并不是这种说法的“始作俑者”,在他之前,人们已习惯于以“化学之父”称呼波义耳。(有兴趣者可到19世纪的化学史研究者如Kopp等人的工作中去了解追问其源头。)

12年前,当我撰写一篇波义耳研究论文(“探索自然与颂扬上帝——波义耳的自然哲学与自然神学思想”,《自然辩证法通讯》,1991年第5期?)时,我未曾打算从学术角度考虑(否定或支持)恩格斯的论断。当时,我倒是考虑过以下问题——这些问题曾引起众多国外科学史家的关注:如何理解波义耳的化学工作在17世纪英国化学活动及知识体系中的地位与影响?更重要的是,如何理解波义耳其人及其思想?在了解M. Boas(后更名为M. B. Hall)、库恩、A. G. DebusFarberFisherWestfall等人的工作后,我不能同意M. Boas的下述结论:波义耳在当时完成了一场化学革命,确立了机械论化学;更没有想过要以此论证“波义耳把化学确立为科学”。我更趋向于认同巴德菲尔德“科学革命在化学中的迟滞”之见。事实上,读一读拉瓦锡《化学基础论》(又译《化学纲要》或《化学概要》)以及道尔顿《化学哲学新体系》,我们很快就能发现,拉瓦锡并不认同任何原子论式的物质理论(原子论、微粒论均不认同),至道尔顿化学原子论才真正得以建立。

至于恩格斯的论断,我以为,值得我们关注的不是这一论断本身,而是它在中国、前苏联这样的国家里所引起的社会-文化效应。在今天的社会政治氛围及学术条件下,我们已完全不必为之作注——相对于老一辈学者而言,这正是我辈学人以及比我们年轻的学人值得庆幸之处。

 

3.3.关于波义耳是否提出元素概念

波义耳没有提出通常所说的“单质”元素概念,或者说,他非但不是此概念的始创者,而且是其怀疑者与批判者,此点已在数十年前为科学史家澄清。“波义耳建立现代意义上的元素概念”出自于对《怀疑的化学家》的误读(参见汉译本序言以及刘立论文),以讹传讹,这种误解的确曾长期影响人们的看法;因此,的确需要科学史家一再澄清。

但是,在澄清此一问题时,不能由此给出一个完全否定的结论,即:波义耳完全不考虑元素概念。必须看到:

(1) 是波义耳将此“单质”元素概念从当时专心于“结合物的火分析”的化学家们的工作中抽提出来,并在《怀疑的化学家》中予以概念化,尽管他是为着怀疑与批判的目的将之概念化的。(汉译本p.202

(2) 波义耳在论证他对此概念的怀疑的过程中,在列举许多结合物(在概念上相当于我们今天所说的化合物与复合物)分析实验(这种实验是要将种种结合物分解成亚里士多德派的水、土、火、气四元素或当时化学家们所说的盐、硫、汞三要素,其中所说的元素或要素均是指物质类别而言的。基于这类分析,化学家们又在盐、硫、汞之外增加了精、油概念。譬如,当分析矾矿得到某种油状物,他们就说该油为矾的油,简称矾油,即现在所说的硫酸。请读者不要将这里所说的硫、汞与现代元素表上的元素硫、汞混同。)后,他最终将视线转向了黄金(在当时化学家眼中,黄金是一种结合物)。而且,波义耳充分认识到,黄金在许多通常的化学过程中保持稳定,从这类化学分析中既分不出金的盐,也很难分出它的硫与汞。因此,他以让步语气说,金是最合乎化学家们所说的、由他本人所概括的要素概念的物质(尽管当时人们认为金是一种结合物)。但是,波义耳始终趋向于相信,在真正的炼金术操作中,金可以被成功嬗变。因此,他趋向于认为金也不是不可嬗变的“简单物质”,故不能说是“元素”。反过来说,倘若他对炼金术嬗变失去信心,那么,金就将被认为符合这种元素概念的一种元素。

(3) 波义耳微粒哲学不同于的原子论。原子论将物质化学性质直接与物质的基本组成部分即原子关联起来,而波义耳微粒哲学则不同意此种做法。波义耳认为,物质的基本组分只有一种,即他所说的“同质粒子”(这与炼金术“万物同根生”思想是一致的);这些粒子有大小、形状,并且上帝已经将它们置于运动之中(运动与活性只能来自上帝)。牛顿后来补充说,它们有质量(此点对道尔顿的工作产生影响),它们之间有力在起作用。波义耳(-牛顿)微粒哲学是说:最小的同质粒子(Boyle: particle; Newton: smallest particle)逐级凝结成各级微粒(Boyle: corpuscle, cluster; Newton: particle, cluster)直至最大的微粒(Newton: biggest particles)——反映着物质化学性质、在化学过程中保持结构稳定的微粒,乃至于结合物。波义耳以及牛顿的物质理论均是某种物质层系理论,区别于将化学性质与原子直接挂钩的原子论。波义耳在《怀疑的化学家》中没有就其微粒哲学作完整而规范的叙述,但他曾在多处解说并运用这种思想。在此书中,他谈到过这样一种物质层系:“粒子——第一凝结物——组成结合物的微粒——结合物”。从最小的粒子到结合物,其间究竟存在几级凝结,波义耳、牛顿难以断言,但牛顿后来曾利用密堆积原则从理论上估算分别经过3456级凝结所形成的结合物的实心部分与空心部分的体积比,以便推测物质构造的真正情况。

(4) 波义耳、牛顿均在理论上清楚地知道化学操作与炼金术操作之间的界线,按照波义耳微粒哲学,炼金术操作是指破坏最大的微粒的结构并使之还原为最初的组成粒子(炼金术操作成立的强条件)的操作,而化学操作则是指最大微粒的直接组成微粒之间的破裂与重组过程。

(5) 在《怀疑的化学家》一书中,波义耳甚至曾从其微粒哲学角度考虑过元素问题,并且以某种方式考虑过“元素微粒”的概念。(汉译本,p.103; p.232)说得更清晰些,这种假设性的见解是说:假设组成结合物的微粒是由“元素微粒”或者“基本微粒”组成,但这种所谓的“元素微粒”仍有组成与结构(它们是由最基本的同质粒子凝结而成的第一凝结物),它们的结构相当稳定,可以在化学过程中保持不变。说它们像是“元素”,是因为它们具有一定稳定性,且是用于构成结合物及复合物之微粒的材料;而且,如果是这样,它们的数目就绝不止三、五种,就一定有很多种。但是,它们又称不上“不可嬗变的”元素,它们由最基本的同质粒子构成,其结构虽然相当稳定,但在真正的炼金术操作中其结构仍可被破坏,从而还原为基本的同质粒子,继而可以以其他形式逐级凝结,成为其他物体。(以上各点,我已在“探索自然与颂扬上帝”、“波义耳-牛顿思想体系及其信仰之矢:17世纪英国自然哲学变革是如何发生的?”(《自然辩证法通讯》,1995年第1期?)以及《思想之网:牛顿》(福建教育出版社,1998)一书中明确论述。)

由此,我们可以知道波义耳、牛顿思想的深度与创造力,他们的微粒哲学是一种物理式的基本粒子论,化学性质只是与“最大的粒子”(牛顿术语)相关;而且,这种学说在理论上承认原始粒子组成的各级微粒(第一凝结物及以下)具有不同程度的稳定性,这种思想在后来开启了卢瑟福的现代炼金术研究。而且,我们不能将他们的这些探索一概视为形而上学,事实上,他们从事化学与炼金术研究(尤其是后者)的一个重要目的就是要寻找与其物质理论相应的经验证据(牛顿甚至将炼金术原则与光学原理结合起来设计、进行光学实验,并由之计算出了他所说的“最大的粒子”的大小级别,见牛顿《光学》)。但是,对这样的思想进行真正的检验,是在200年后的卢瑟福时代。

 

3.4.波义耳对机械论哲学的态度

       M. Boas一派的学者常常将波义耳视为“17世纪机械论哲学的重建者”,但是,从一开始,波义耳就对机械论哲学持有明显的保留态度。他不但反对笛卡儿、霍布斯等人的机械论哲学中所显示出来的显著的无神论态度,而且从根本上不同意将机械论原则上升为完整的宇宙论哲学的做法。在许多著作中(包括在《怀疑的化学家》中),他多次指出世界上有许多现象是不能单用机械论解释的。作为神学惟意志论者,波义耳与牛顿一致认为,物质本身不具有任何活性与运动能力,活性与真正的运动必然发诸于上帝。因此,在设想完整的宇宙论时,必须考虑活性原则,必须考虑上帝的作用。在当代波义耳研究中,许多学者先后对波义耳对机械论的保留态度进行了分析。

       在此引一段波义耳的话以作佐证:“如果我们认为世界这团宏大的物体与它当初被创造出来时没什么区别,那么,基于现在的这个世界是一个有结构的世界,我们就必须在那些被指定给事物的要素之外再增加点什么,而我一向都在想,这样做或许并无不适之处,至于这种东西,我们不妨十分方便地将其叫做某种建构要素或动因;我是以此来表示事物的最最明智的创造者对于普遍质料微小部分之运动的、形形色色的决定作用和那种灵巧的引导作用,为种建构要素或动因对于世界从太初时的一片混沌变成了这个有秩序的、美丽的世界来说,尤其是对于动、植物类的物体以及那些具有增殖能力的各种事物的种子的构造来说,都是必不可少的。坦白地说,我完全不能想象,从质料出发,仅仅令其运动而不再管它,怎么能够出现象人体和完善的动物体这样巧妙的构造物,又怎么能够出现象生物的种子那样构造更为巧妙的物质系统。”(《怀疑的化学家》中译本,p.215

 

3.5.波义耳、牛顿的物质学说对后世的影响

在波义耳之后,化学的主题仍然长期保持为分析与分类,原子论传统的真正确立是晚近的事情。事实上,在1617世纪的那些杰出的自然哲学家中,也不乏否认原子论者,如,培根、伽利略均不认同原子论。波义耳所提倡的化学研究进路,并没有在当时以及以后相当长的一段时间里的化学家们当中得到拥护并由此成为化学研究的主流传统。他的化学著作,包括《怀疑的化学家》在内,并没有得到那一时期化学家们的充分解读与利用;相反,成为化学教科书的倒是要素论化学家们的著作。

波义耳与牛顿的物质理论思考与探索,均未为当时的大多数专注于“火分析”的化学家所接受(但他们的物质学说对于后世物理学家与结构化学家有着较强的影响)。但是,他们思想随着他们的著作(《怀疑的化学家》与《光学》,尤其是后者)而传承于世,因此,他们的思想也穿透了时间的阻隔,对现代原子论与现代元素嬗变研究,对结构化学的兴起,乃至于对基本粒子物理学与原子核化学研究,产生了重要影响。因此,在道尔顿乃至于卢瑟福那里,我们可以看到,他们均明确宣称他们的思想直接来自于牛顿。

       今天,国外的波义耳研究仍十分兴旺,已足以构成“The Boyle Industry”。在基础文献建设方面,继柏奇(Birch)于近300年前出版了四卷本(另一版本为六卷本)的波义耳文集之后,更全面的、新的波义耳文汇(编者Hunter)也在过去的十数年里被提交给世人,其中编入了柏奇当年未收入的波义耳著作与论文,为研究者们更多、更全面地理解波义耳其人及其思想提供了一个文献基础。与此同时,在当代波义耳研究中,波义耳也不再只是作为一名杰出的化学家而受人关注,他更是作为17世纪英国自然哲学(实验哲学)的设计者、倡导者、组织者与实践者而出现的。

 

4.化学史的意义

1984年,在《科学与历史》一书(任定成等译, 台湾桂冠出版社,繁体字本;河北教育出版社,简体本,1999)中,Debus在论及“化学史的意义”时曾这样写道:

 

化学史的撰写至今至少已有400年,但仍然不定还有许多事情要做。确实,我们现在有很多理由可以说明重写内部史的必要性,但我们在理智史、政治史和社会史方面,对化学和化学技术的作用仍然知之甚少。我认为,不理解化学所带来的影响,就不能理解科学革命。而且我相信,在我们将来所知比现在更多之时,我们还会说,没有化学史知识,就不可能理解世界现代史。

 

Debus或许没有想到,他所说的“将来”为时并不远,就在20年后,就在今天。科学史在过去半个世纪里的职业化发展,已极大地改变这门年轻的学科自身的面貌,改变了它的学术组分与结构,改变了它与相邻学术领域乃至于社会-文化环境之间的关系。当它开始起步的时候,研究者曾将视线仅仅集中于科学知识的进步之上;后来学者们超越了科学进步的界限,进入了科学知识零增长情形下的种种科学史研究,进入了科学的社会史与文化史研究;而今,科学史研究作为真正的历史研究的时代已经到来。在这种意义上,我们完全可以说,不了解科学史,就不可能真正理解世界历史尤其是近代以降的历史。在此背景下,我们当然同意:没有化学史知识,就不可能理解世界现代史。

什么是科学史?回答很简单:科学史是历史。科学史研究什么(What is the Subject-matter of the history of science?)?回答同样很简单:科学史,如同一般历史一样,它研究人,揭示人性的发展与变化;哪里有人,哪里有人类文化,那里就有历史,那 里就有科学史。至于科学是什么,科学史家尽可能将此问题放在他的学术探索过程中去回答。如果非要预先就此说点什么,那也只能是:科学是人与自然的对话,同时,也是人与人的对话。