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摘要:“气”与“原子”是人类理解物质世界的两个根本性概念范畴。在古希腊哲学中,从米利都学派的气本原说到德谟克利特的原子论,完成了一场从连续性物质观到离散性物质观的哲学革命;在先秦中国,气论则沿着另一条路径——从精气论到元气论再到气本论——形成了持续两千余年的概念传统。当气论与原子论在思辨哲学的大门口相遇时,前者走向了泛涵一切的哲学阐释,后者则借助近代科学革命实现了向实验实证的转折。本文从概念史的视角,梳理古希腊与中国两条路径中“气”与“原子”范畴的历史嬗变,考察它们如何从思辨哲学的胚胎中分化并沿着不同轨迹演进,进而以道尔顿的化学原子论为焦点,分析原子论如何完成从思辨到实证的范式转换,并反思气论传统与现代科学的遭遇所隐含的概念史意蕴。
关键词:气;原子;概念史;原子论;气论;科学革命
1 引言
每一种文明形态都建立在特定的范畴和概念基础之上,而特定文化形态中的范畴、概念,往往又是该文明形态的缩影。在人类探索物质世界本原的思想史上,“气”与“原子”无疑是两个最具深远影响力的概念。前者孕育了东方文明中绵延不绝的气论传统,其源头可追溯至战国时期的精气论、经汉唐元气论至宋明气本论,构成了一部贯穿中国哲学史的脉络;后者则在古希腊土壤中萌发,经过德谟克利特的系统阐发,在两千年后借助实验科学的兴起实现了从思辨到实证的革命性转折,并最终奠定了近代化学乃至整个自然科学的基石。
然而,气与原子并非仅属于西方或中国的“地方性知识”。在各自独立的文明进程中,两种概念体系曾呈现出惊人的相似性:先秦气论与古希腊伊奥尼亚哲学在“无形、连续、聚散、阴阳”四个方面展现出高度可比性,它们同属于朴素唯物主义中不同于原子论思想的物质观。这种相似性不是偶然的,它根源于一个更深刻的认识论事实:最初的哲学家总是倾向于把最精细、最流动的物质作为世界的本原。
当气与原子“挤在思辨哲学的大门口”之时——这一意象恰当地捕捉了二者在自然哲学初创阶段的共性境遇——它们都处于从神话思维向理性思维过渡的关键节点上。米利都学派用“水”“无定”“气”取代了神话中的人格化神祇,先秦哲学家则以“气”取代了殷周之际的上帝鬼神。在这一思辨哲学的入口处,两者几乎站在同一起跑线上。然而,此后的历史轨迹却走向了截然不同的方向:原子论最终突破了思辨的藩篱,走向了科学实证之路,成为近代科学的基石;而气论传统则在泛化阐释的路径上不断自我深化,在与科学相遇时呈现出复杂的张力。
本文将从概念史的双重视角切入,一方面追溯古希腊从气论到原子论的演进逻辑,另一方面梳理中国古代气论传统的内生演变,进而聚焦原子论在近代科学革命中的范式转换,以期从比较概念史的维度阐明不同文明对物质世界根本范畴的理解如何塑造了各自的知识演进路径。
2 从“气”到“原子”:古希腊物质概念的内在嬗变
2.1 气本原说:米利都学派的思辨奠基
古希腊哲学的第一阶段,从公元前600年到前450年,通常被称为“宇宙论时期”。在这一时期,米利都学派的哲学家们以惊人的勇气提出:世界的本原不是神话中的神祇,而是某种可感的物质形态。
泰勒斯首先提出了“水是万物的本原”这一命题。这一命题的意义不在于水本身,而在于它开启了用自然解释自然的思想传统。阿那克西曼德继承并超越了泰勒斯,提出了“无定”(Apeiron)——一种不具任何规定性的无限物质——作为本原。他意识到,任何一种确定的元素都不足以解释万物的多样性,因此本原必须是不定的、无限的。这一思想被视为唯物论第一次挣脱直观的束缚,作出了远离现象世界的运动。
然而真正将“气”推向本原地位的是米利都学派的第三位哲学家阿那克西美尼。他提出气是万物的本原,认为气综合了水的具体性和“无定”的普遍性。阿那克西美尼以生活中的简单经验为例:“当我们缩紧嘴唇吹气时,气是冷的,而当我们松开嘴唇哈气时,气却是热的”。他由此得出结论:气的稀疏为火,气的凝聚则依次为风、云、水、土、石。这一模型的核心在于“凝聚”与“疏散”这对概念,它不仅继承了阿那克西曼德关于对立面相互转化的原理,更重要的是它深入事物变化的内在动力机制层面,从动力学的角度刻画了对立面如何相互生成与转化。
阿那克西美尼的气论具有深远的理论意义。他不仅用一种更具经验实证性的物质取代了阿那克西曼德过于抽象的“无定”,还凭借“气”这一本原对世界变化的内在机理做了更为深入的研究。此后,赫拉克利特的火和逻各斯的对立与斗争、恩培多克勒和阿那克萨戈拉的元素结合与分离、乃至原子论学派讨论的原子的结合和分离,都可以被看作对阿那克西美尼所奠定的凝聚与疏散这一基本宇宙变化机制的运用与发展。
2.2 原子论的哲学突破:从连续到离散
如果说气论标志着古希腊自然哲学的第一阶段,那么原子论则代表着一次真正的哲学革命。原子论的核心主张是:物质是由无法再进一步分割的“原子”(atomon,意为“不可分割”)所组成的。不同形状的原子以各种方式结合而生成不同性质的物质,而原子则在真空中以紊乱的方式不断运动。
原子论的哲学意义在于一次根本性的概念转换:从连续性物质观(气、水、火等连续介质)转向离散性物质观。在气论传统中,物质被视为连续的、可无限分割的流质;而在原子论中,物质被理解为由不可分割的微粒以虚空为中介组合而成的离散结构。这一转换意味着,宇宙万物不再被理解为同质基质的不同凝聚形态,而被理解为异质原子以不同方式排列组合的产物。
原子范畴就这样从哲学的云端坠落到科学的实证土地上。然而,它同时又蕴含着自身悖论性的深度:虚空和原子皆为客观存在,但二者的关系本身便包含了物质自我运动的本性,这种内在张力“是辩证法产生的伊甸园所在”。
为什么原子论在古希腊未能成为显学?主要原因在于亚里士多德。亚里士多德对四元素说(水、火、土、气)进行了系统化,建立了“以太”作为第五元素构成天体的完整理论体系。而亚里士多德无法接受虚空的存在,这在根本上否定了原子论赖以存在的前提。于是,亚里士多德的四元素说“成为往后约2000年的主流思想”。
然而,正是这种被压制的处境为原子论埋下了革命的种子。当近代实验科学兴起、亚里士多德体系在批判中动摇之时,原子论作为一种具有唯物主义倾向和微粒结构想象的理论资源,迅速被吸收到近代科学的话语体系中。
2.3 从气论到原子论的逻辑必然性
在古希腊自然哲学的发展脉络中,从气论到原子论的演进具有某种逻辑必然性。古希腊宇宙论大致可分为元素论和原子论两大类:元素论倾向于从整体上探究产生世界和万物的本原,原子论倾向于从个体上探究构成世界和万物的基础;前者是一种宏观视野,后者则是一种微观分析。但原子论并非与元素论对立,而是在元素论基础上发展起来的,“是更高阶段思维抽象的产物”。
从阿那克西美尼的凝聚/疏散模型,到恩培多克勒的四根说,再到阿那克萨戈拉的种子说,最后到德谟克利特的原子论,一条清晰的线索贯穿始终:物质概念在不断“微粒化”“离散化”。阿那克西美尼的“气”本质上仍是连续的,恩培多克勒的“四根”开始具象化,阿那克萨戈拉的“种子”进一步分化,而德谟克利特的原子则达到了离散的最极端形式——不可再分的最小单元。这一演进过程表明,古希腊自然哲学的内在逻辑是将物质概念不断推向更基础、更细小的单元,这种“向下还原”的思维倾向成为后来西方科学分析方法论的哲学根基。
原子论对后世科学的影响是巨大的。它重视对物质之形状、位置、性质的准确认识,将万物看作人类客观认知的对象,具有强烈的理性精神,这种理性精神以分析解剖为基础,“在一定程度上说,原子论容易走向近代科学”。正如张岱年所指出的,“西洋哲学中之原子论,谓一切气皆由微小固体而成”-——原子论实际上是将连续性的气“打碎”成了离散性的原子。这一概念转换所蕴含的思维范式变革,在中西比较的视野中显得格外鲜明。
3 中国气论传统:另一条路径的概念史
3.1 气概念的哲学化与范畴化
在中国哲学中,“气”是一个萌生、演变、不断深化和发展的概念。早期气论产生于先秦时期,至战国时期形成较为系统的精气论,汉唐时期发展为元气论,宋明时期达到气本论的高峰。张岱年先生将气定义为“最细微最流动的物质”,认为“以气解释宇宙,即以最细微最流动的物质为一切之根本”。
气论的传统与原子论在起点处有着深刻的相通性。先秦气论与古希腊伊奥尼亚哲学在无形、连续、聚散、阴阳四个方面展现出高度可比性。二者都选择了最精细、最流动的物质作为世界的本原——这一事实暗示了人类早期思想演化中某些普遍的认识论规律。然而,从这一共同起点出发,两种传统很快走向了不同的方向。
与古希腊哲学中的物质概念趋于离散化不同,中国气论始终保持着连续性的特征。气被视为一种连续、流动、不可分割的基质,其根本特性在于“聚散”——气聚则成形,气散则归虚。这一聚散机制与阿那克西美尼的凝聚/疏散模型惊人地相似,但又蕴含着不同的哲学意蕴:阿那克西美尼的凝聚/疏散最终导向了原子的离散观念,而中国气论的聚散始终在连续性框架内运行,未发生从连续到离散的概念断裂。
3.2 气论的本体论泛化与经验科学归宿
气论在发展中展现出一种独特的“泛涵性”特质。它不是精确稳定、内涵与外延分明、可将相互矛盾、相互反对的规定圆融地兼容于一体。气可以解释一切宇宙现象、社会现象和生命现象,“表现出鲜明的‘泛心论’色彩”。从宇宙论到伦理学,从医学到美学,气概念被注入越来越丰富的含义。最初作为物质本原的气,逐渐成为统摄宇宙、社会、生命的根本原则。
这种泛化阐释一方面使得气论保持了旺盛的生命力,贯穿中国哲学史始终;但另一方面,也使得气论失去了向精确化、实证化方向发展的内在动力。当一个概念可以解释一切时,它在任何具体领域中的解释力反而变得薄弱。气可以解释万物生成,却无法给出定量的预测;可以描述生命活动,却难以提供解剖学的支撑。在近代科学崛起之后,气论传统面临着根本性的挑战。
值得注意的是,气论在医学领域中实现了某种“经验转化”。中医将哲学气论与医学实践相结合,形成了一套系统的生命观和治疗理论。气在中医中既被视为构成人体的基本物质,又被视为调控生命活动的功能原则。在这一领域,哲学的气找到了通往经验的路径。然而,中医的气论并没有突破整体性、连续性的思维框架走向原子分析和还原论科学,这使得它能够解释人体的整体功能状态,却在微观机制的揭示上捉襟见肘。
3.3 中西概念史的分水岭:为何原子论走向了科学而气论没有?
这一问题直接触及李约瑟难题的核心。李约瑟曾发问:“为什么在公元前2世纪到公元15世纪期间,中国文明在获取自然知识并将其应用于人的实际需要方面成效较高,而现代科学未在中国文明中成长”。从概念史的视角来看,一个重要原因在于中西物质概念的根本差异。
中国气论讲“聚散”,但聚散机制的背后缺乏对物质离散结构的追问。气始终是连续的、弥漫的、不可切分的。这种连续性思维渗透到中国科学的各个领域,使得传统中国科学表现出“察同”的倾向,“探寻自然界万事万物共同具有的基本规律”。而西方原子论讲“原子和虚空”,原子概念的内在逻辑导向了对最小单元的追问、对结构分析的追求,形成了“察异”的科学倾向,“探寻一事物所特有的区别于其他事物的本质规定性”。以“察异”为特点的科学是累积性的,因为它不断将物质世界拆解为更基础的单元,每一次拆解都打开新的认知空间。
更为根本的是,原子论包含着一种自我超越的悖论结构。虚空与原子皆为客观存在,二者的关系暗示了物质自身的运动本性,原子论的深层张力在近代物理学的进展中被重新激活。随着20世纪相对论、量子理论和粒子物理学的创立,古典原子论“枯木逢春焕发出蓬勃的生机,但它已不是原来的形式”。原子的概念在科学中不断被重建、被超越,但每一轮重建都在原子论的哲学框架内展开,这正是原子论区别于气论的深层逻辑:一个指向精确化、可证伪、可演进的概念体系,另一个则指向整体性、包容性、不可证伪的阐释体系。
因此,中西方概念史的分水岭并不在于气论或原子论本身孰优孰劣,而在于二者所蕴含的不同认知取向。气论走向了横向的泛化,原子论走向了纵向的深化;气论追求包容一切的统一,原子论追求拆解一切的还原。在现代科学的语境中,后者更直接地导向了知识累进式的科学进步。
4 原子论的近代复兴与科学转向
4.1 思想史的“飞跃”:从思辨到实证的转换契机
如果从德谟克利特的道尔顿跨越两千多年的时间距离,原子论经历了漫长而曲折的“潜伏期”。这一时期,亚里士多德的四元素说支配了西方思想界,原子论几乎被遗忘。然而原子论并未消亡,而是作为潜在的理论资源在炼金术和早期化学实践中以隐蔽的方式延续着。
原子论在近代的复兴包含着深刻的悖论。一方面,原子论在古希腊已然具有惊人的准确性——它在两千多年前就提出了与近代科学极为相近的物质图景;另一方面,古希腊原子论本质上仍是思辨哲学的产物,缺乏实验检验的环节。正如亚里士多德体系统治了两千年,原子论未能成为显学的重要原因在于“希腊人著重于思辩而缺乏起而行的实验精神”。
17世纪实验科学的兴起为原子论从思辨走向实证提供了契机。培根主张实验必须适当规划,结果需要仔细记录以便复制及确认,这一方法论原则“即便放在今日亦为黄金准则”。在“科学的方法和思维逐渐成熟,理论要经由实验来验证”成为不二法则之后,原子论的命运开始发生根本性变化。
一个关键的思想史节点是波义耳对四元素说的批判。在1661年的《怀疑派的化学家》中,波义耳首次在实验的基础上提出:“元素是指某种原始的和完全纯净的简单物质”,树立了科学的元素概念的第一个里程碑。他明确指出,水、火、土、气“四元素”说是站不住脚的,科学应当从实验出发重新定义元素概念。波义耳的工作意味着,在思想层面,亚里士多德体系开始被拆解,而从古希腊原子论中汲取理论资源的元素微粒思想重新获得了理论合法性。
然而,波义耳对元素的定义尚不精确。虽然他敏锐地察觉到每种元素都是由同一种微粒构成的,但在方法论上仍未能建立严格的定量论证。这一缺口留待道尔顿来填补。
4.2 道尔顿的化学原子论:定量化与实验化的完成
道尔顿的伟大在于,他将原子学说第一次从推测性假设转变为可检验的科学概念。恩格斯对此做出过高度评价:“化学中的新时代是从原子论开始的(所以近代化学的始祖不是拉瓦锡,而是道尔顿)”。这一论断之所以成立,是因为道尔顿的原子论不是对德谟克利特的简单复述,而是一次真正的方法论革命。
道尔顿的突破口来自于化学实验中的定量发现。法国化学家普鲁斯特于1806年发现了定比定律:参与化学反应的物质质量都成一定的整数比,例如1克氢和8克氧化合成9克水,如果不按这个一定的比例,多余的就要剩下而不参加化合。这一发现使道尔顿敏锐地意识到,物质世界中存在着简单的整数比关系,而只有原子假设才能解释这一现象。
更关键的是,道尔顿提出了倍比定律:当两种元素A和B可以化合形成不同物质时,在这些物质中与一定质量A元素结合的B元素的质量成简单的整数比-。例如,在甲烷和乙烯中都只含有碳和氢两种元素,但一定质量的碳所结合的氢的质量比恰好为简单整数比。倍比定律以无可辩驳的实验事实证明了原子的存在——如果不是以整数个原子为单位进行化合,这种整数比关系完全无法解释。
道尔顿真正超越牛顿及以往所有原子论者的地方,在于他将物理的原子观念与化学反应的元素质量比巧妙地“嫁接”起来。他由此提出了关于原子的完整论断:物质是由具有一定质量的原子构成的,元素是由同一种类的原子构成的-。这意味着,原子不再是哲学思辨中的抽象微粒,而是可以通过化学实验进行定量研究的实体对象。原子从此有了“重量”——一个可测量、可计算、可与实验进行比对的客观属性。
道尔顿原子论的意义在于完成了一次根本性的范式转换:原子概念从形而上学的“不可分割的微粒”转变为科学的“具有一定质量的物质单元”。原子不再是纯粹思辨的产物,而是实验科学的基石。正如德谟克利特的原子范畴从哲学的云端坠落到科学的实证土地上一样,道尔顿的到来意味着这一“坠落”完成了它最初的承诺——从思辨走向实证,从猜测走向检验,从形而上学走向可量化、可演进的科学理论。
4.3 原子概念的现代演进与气论的当代反思
道尔顿之后,原子论并未终结,而是进入了一个更广阔的演进历程。20世纪物理学的发展揭示了原子的内部结构:原子不是不可分割的最小单元,它由原子核和电子构成,而原子核本身又由质子和中子构成,质子和中子还可以进一步分解为夸克……原子概念在科学中不断被超越,正如列宁在《哲学笔记》中注意到的那样,原子范畴“借助于虚空思想与现代科学的交汇,它将重返哲学的天庭”。
原子概念的演进呈现出一个耐人寻味的悖论:原子作为科学的基石概念,其本身的含义在科学内部被不断修正、乃至颠覆,但正是这种能够被证伪、被超越、被重建的开放性,构成了原子概念作为科学概念的活力所在。道尔顿的原子论之所以是“科学的”,恰恰因为它不是教条——它可以被实验检验、可以被新的发现修正、可以成为理论进步的内在驱力。这与亚里士多德的四元素说形成了鲜明对照:后者作为教条统治了两千年,却恰恰因此失去了科学的生命力。
在这一背景下,重新审视中国气论传统便有了新的意义。气论作为一个连续性的、不可切分的、泛涵一切的哲学范畴,在古代世界取得了惊人的成就——从宇宙生成论到中医学,从伦理学到美学,气成为串联中国文化各个领域的概念枢纽。然而,气论的连续性、泛涵性本质,恰恰使它在近代科学的冲击下面临困难:它无法被精确地定义为可操作的实验概念,无法被证伪,也无法在经验层面上不断自我超越。李约瑟难题的一个概念史维度或许就在于此:一种向实证科学敞开的物质概念,需要具备可量化、可分割、可证伪的内在可能性。
但值得反思的是,科学是否只有原子论这一条路径?20世纪以来,随着系统科学、生态学、复杂性科学的发展,连续性的、关系性的、整体性的思维方式重新获得重视。中国气论中的“聚散”“阴阳”“五行”等概念,或许可以为当代科学提供超越还原论的替代性思维框架。这正是概念史研究的当代意蕴之一——不是要以气论否定原子论,也不是要以原子论否定气论,而是要在两种概念传统的对话中,探寻更丰富的理解物质世界的方式。
5 结论
气与原子的概念史,本质上是一部人类追问“物质为何物”的思想史。在这部思想史的开端处,二者一同站在思辨哲学的大门口。米利都学派的气论和先秦的精气论处于同样的起点——以最精细、最流动的物质取代神话中的神祇。然而,从此之后,两条路径各自延伸,渐行渐远,直至在近代科学革命的十字路口再度对照。
古希腊从气论到原子论的演进,体现了西方思想向离散化、微粒化、分析化方向推进的内在逻辑。从阿那克西美尼的凝聚/疏散,到德谟克利特的原子/虚空,古希腊自然哲学不断将物质概念推向更基础、更细小的单元。这种“向下还原”的思维倾向在经历了亚里士多德体系的两千年统治后,借助近代实验科学的兴起重新迸发活力,在道尔顿的化学原子论中完成了从思辨到实证的历史性转折——原子从哲学思辨中的抽象微粒,变成了具有确定质量、可以通过化学反应进行定量研究的科学实体。
中国的气论则走上了另一条道路。从精气论到元气论再到气本论,气在泛涵性阐释的路径上不断自我深化,从宇宙论延伸至社会、生命、美学等各个领域。气的连续性与包容性使其成为中国文化中最为根本的概念枢纽之一,但也使它在与原子论的对照中呈现出不同的认知取向——倾向于整体而非个体、连续而非离散、统一而非分解。
当气与原子“挤在思辨哲学的大门口”时,它们共享着相似的处境:都在试图以理性取代神话。然而,此后的历史证明,原子论所蕴含的内在张力——虚空与原子同为客观存在的悖论结构——使其始终保持着向实证科学敞开的可能性。而气论的泛涵性则使其走上了另一条路。两种概念传统的比较研究,最终需要追问的并非孰优孰劣,而是:不同的概念传统如何塑造了不同文明的知识演进路径,以及当代科学能否从这两种传统的对话中汲取新的理论资源。
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