近代化学元素论,是从古代的哲学元素论演变和发展过来的。而对近代化学元素论影响最大的,是古希腊哲学家亚里士多德(Aristotelees,B.C.384~322)的元素学说。 亚里士多德对元素的论述,含有元素概念和元素体系两部分的内容,散见于他的《形而上学》、《论生成和消灭》、《物理学》、《天象学》、《论宇宙》、《论天》等著作中。由于这些论述不够集中,难以给人整体建树的印象,因此人们通常只注意它的元素体系部分而忽视了它的元素概念部分。学者们通常都评论后世如何起初沿袭和最后推翻亚里士多德的元素体系[1],却没有理会近代化学如何继承他的元素概念,以致造成在300多年来的哲学史和科学史上, 尽管能以很大篇幅论述各种自然哲学流派的“本原学说”或“元素学说”,然而却唯独忽略论述亚里士多德的元素概念,实为学术上的一大疏漏[2]。本文将探讨亚里士多德哲学元素观两部分内容,以及它们(尤其是元素概念部分)对近代化学元素论和原子论的影响,以为“补漏”尽一点绵力。 1 亚里士多德的元素学说[3] 古希腊早期的自然哲学在探讨“世界本原”问题时,就已经清楚地表述了元素的观念。泰勒斯(Thales,B.C.640~546)认为万物的本原是水,阿那克西米尼(Anaximenes,B.C.560~500)认为万物的本原是气,赫拉克利特(Herakleitos,B.C.536~470)认为万物的本原是火。而恩培多克勒(Empedokles,B.C.490~430)则将它们归纳在自己提出的“四根说”中,认为“水、气、火、土”是构成万物的四种“根基”。后来,柏拉图(Platon,B.C.427~347)第一个把它们改称为“四元素”,他是历史上最早使用“元素”(stoikheia)一词的哲学家。实际上,stoikheia一词的最原始含义是指“日晷的指针”[4]。从而便带有“简单成分”和“基本单位”的意义。随后,他的学生亚里士多德便以“元素”一词取代“本原”或“根基”,并在概括自泰勒斯以来的诸多“本原”学说的基础上,提出了完整的元素观念及系统的元素学说,将古希腊思想界对“世界本原”的认识推向了最高峰。 亚里士多德在《形而上学》第五卷中对元素概念作了下列论述:“元素的意思是指一种内在于事物,而事物最初由之构成,且不能被分解为其他类的东西”[5a]。显然这是一个广泛的元素定义;他举出了声音、水、几何图形、逻辑推理等例来说明这个广义元素定义。同时,他也下了被后世引用为化学元素的狭义元素定义:“人们所说物体的元素也是这样,物体最终要分解为这些元素,而这些元素却不分散为其他的类。……人们也把那微小、单一在多方面有用的存在称之为元素,于是微小、单纯、不可分的东西就被称之为元素了”[5b](吴寿彭先生对这两句的译法是:“凡人们说物体的元素就指那将物体分析到无可再分的种类……人们也将“元素”这字移用于那些单一而微小的物质,这样的命意在好多方面是有用的。这样,凡是微小单纯与不可再分割的事物就称为一种元素”,他认为最后一句才是近代化学所引用的狭义元素的定义[6])。 无论是在广义还是狭义的定义中,亚里士多德都将“不可分性”作为元素概念最重要的部分,元素的单纯性和同一性都来自不可分性。在《论生成和消灭》第二卷中考察“所谓物体的元素”课题时[5c],他首先问它们是不是真正的元素,最终不可分的实体。可见,不可分性是元素的最基本的性质。亚里士多德在回答这个问题时,便从“不可分性”出发论证他的元素体系。他认为,“水、气、火、土”是逻辑上可分析的,不具备“不可分性”,因而严格地说不是元素。真正的元素是“原性”,但它们绝非分离地存在。“虽然有感觉物体的质料,但它不分离存在,而是总与对立物在一起,且正是从它那里,才生成出所谓的元素”。为了说明这些元素的存在状态,亚里士多德返回到赫拉克利特的对立面学说上来了。他从赫拉克利特学说的大批对立面中,以可触性、可作用性和可承受作用性作为“筛选”原则,归结成四种最原初的性质(两对对立的原性):热和冷,干和湿。由此,亚里士多德建构了他的元素体系:“既然元素是四种性质,这四种可以构成六对,但对立面自然地不能结合成对(因为同一个事物不可能既热又冷,或既干又湿),那么很清楚,元素性质的结合只是四对,即热与干、热与湿、冷与湿、冷与干。按照理论,这四对要依附于显然的单纯物体,即火、气、水和土;因为火是热与干,气是热与湿(例如气是一种蒸汽),水是冷与湿,土是冷与干”。最后,他以“不可分性”为前提,再次强调:“事实上,火、气以及我们提到的每个物体都不是单纯的,而是混合的。单纯物与它们相似,但却与它们不同”[5d]。这就是说,“水、气、火、土”四元素是四原性抽象的组合,不是通常所见的水、气、火、土。这种将元素看成是性质抽象组合的思路对后世产生了深远的影响。 亚里士多德元素概念的另一重要性质是“可转化性”,认为元素均不是基本的、非衍生的,不变的,而是可以相互循环演变的。亚里士多德有时也会提及元素的“不变性”,但那是指在事物变化过程中元素保持不变的意思。正如他在《形而上学》开篇写的:“在那些最初进行哲学思考的人们中,大多数都认为万物的本原是以质料为形式,一切存在着的东西都由它而存在,最初由它生成,在最终消灭时又回归于它。实体则处于底层,只是表面承受各种作用而变化。人们说这就是存在着东西的元素和本原。正是因为这个缘故,他们认为既设有任何东西生成,也没有任何东西消灭,因为同一本性永远持续着”[5e]。这就是元素“不变性”的含义,显然它产生于元素的“不可分性”。正由于元素不可再分,所以在物体分解时元素能保持不变。但是亚里士多德非常强调的另一点是,元素之间是可以互相转化的。以“水、气、火、土”四种元素(单纯物体)为例,他在《论天》中已经确定单纯物体的生成是相互的[5f];在《论生成和消灭》第二卷中回答是否有一种元素先于其他元素的问题时,他进一步说明:“它们相互变化的方式是什么?是每一个都能从另外的每一个中生成呢?还是有些能、有些不能?显然,它们全都自然地相互变化;因为生成就是变成相反面和出于相反面,所有的元素在其相互关系中都有相反面,因为它们相区别的性质是相反的。其中,有些两个性质均相反,例如火与水(因为一个干而热,另一个湿而冷),但有些则只有一个性质相反,例如气与水(因为一个湿而热,另一个湿而冷)。所以很明显,如果一般地看,每个都能从另外的每个中自然地生成;如果个别地看,就不难发现是如何发生的;因为虽然一切都源出于一切,但在变化的速度快慢与难易程度上有区别”[5g],仅此而已。亚里士多德有关元素转化的观念,为后世的炼金术准备了主导思想。