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02 原子世界（第2页）

但是，随着卢克莱修诗歌的再版，以及第欧根尼·拉尔修对伊壁鸠鲁及其学说的记述在16世纪中叶的出版和传播，原子论（atomism）开始受到欢迎，尽管这中间有神学家和哲学家对其提出批评。

哥白尼的日心说体系在16世纪末和17世纪初获得了追随者，它使得世界多重性的命题从一个基于原子无限性的假设成为一个显而易见的推论。根据哥白尼的理论，我们的太阳实际上是一颗恒星。那么，为什么并不是每颗恒星都能成为其他存在生命体的世界的太阳呢？1600年，多米尼加修士兼哲学家乔尔丹诺·布鲁诺（GiordanoBruno）在罗马被烧死在火刑柱上，理由是他传播了诸多异端邪说，其中就包括这一条。到1644年，勒内·笛卡儿（Rees）在其《哲学原理》（PrinciplesofPhilosophy）中捍卫了多重世界理论中的一个版本，而科幻小说和民间哲学则对此津津乐道。

伊壁鸠鲁主义受到欢迎的另一个重要因素是关于通过加热、混合和蒸馏实现物质转化的炼金术文献的发展。炼金术致力于寻找延长寿命、减轻疼痛和治疗疾病的新药，生产染料、香水和人造宝石，还尝试实现物质嬗变（transmutation）（至少是将常金属变成贵金属的转换）。而原子理论可以解释由混合和加热物质产生的性质和能量的剧烈变化，远优于那种认为每个不同的实体各有其不可再分的性质的观点。

此外，原子论提供了一个充满希望的观点。如果实体的特征取决于其最小粒子的排列，而且“机械”操作能够产生新的能量和特性，那么人类的实验人员就应该能够找到方法，使物质发生重要的、有利可图的转变。如果试错和准确记录结果就能够建立起正确的程序，那么实际地看到和操纵原子就不必要了。

与此同时，17世纪初开始使用显微镜的一些实验者表明，他们或许实际上能够看到构成金、铅、水和其他实体的微小粒子，以及那些他们认为有关未知过程（似乎涉及磁力和传染病等远距离的作用）的微小粒子。

在“粒子论的”“机械论的”或简单的“新”哲学（区别于有关质料、形式和诸多本质属性的“旧”亚里士多德理论）的名义下，17世纪所谓的科学革命（StificRevolution）中的每一位主要人物几乎都采纳了伊壁鸠鲁的原子论版本。他们一致同意，同一种物质的“坚固”粒子构成了不同种类的实体，如金、铅、牛奶和血液的基础。光被认为要么是在物质介质中的波状扰动，要么是从发光体中射出的物质性粒子流。

化学家罗伯特·波义耳（RobertBoyle）以一种卢克莱修式的风格，记录了天鹅绒一类的毛绒织物在多种视角下的外观变化和与化学物质混合可能产生的显著变化。在波义耳之后，约翰·洛克[9]（JohnLocke）区分了他认为独立于人的感知的物质的“第一”性质（如大小、形状、运动、重量和坚实性）和只有在观察者在场时才存在的“第二”性质（如颜色、气味、味道和声音）。实体的“力量”，比如太阳使亚麻褪色或使蜡熔化的能力，则被归为“第三”性质，人们通过由它引起的物体第二性质的变化来发现这些力量的存在。

早期现代哲学家的基本共识与古代原子论存在分歧和差异。一方面，有关原子、空间和运动的本体论对许多怀疑者来说似乎太过局限。如弗朗西斯·培根（Fran）认为，原子是真实而重要的，但它们并不是宇宙中唯一活跃的实体，例如“精神”（Spirits），人们通常将其概念化为空灵的流体或活跃的气息，它们渗透于物体。他还解释了包括动植物的生长和营养在内的诸多特性。对其他哲学家来说，还存在“可塑的本性”，即塑造动植物形体的成形能力。牛顿的万有引力和弗朗西斯·格里森（FrancisGlisson）的生物应激性似乎是解释天上地下所有现象的必要条件。

物质的内聚性带来了一个问题：为什么宇宙不是充斥着细碎的原子粉末？卢克莱修提出，像染料粒子和羊毛之间的联结或胶水和木板之间的联结是被创造的，原子的聚集也是被类似某种“钩子和钩眼的作用结合起来的”[10]。批评家们指出，钩子和钩眼也必须紧密联结才行。关于以某些原子的尖锐形状解释在舌头上的酸味，或以另一些形似鳗鱼的原子解释水的流动性的假设，最终看起来有些异想天开了。

此外，伊壁鸠鲁原始形式的原子论与亚伯拉罕宗教——犹太教和基督教对上帝无所不能、无处不在的理解相冲突。怎么会存在坚硬到上帝都不能把它分开的原子？为什么会有一个地方（虚空）是上帝不在场的，而且他在那里什么也没有创造？如果上帝是唯一无限的实体，那么宇宙和原子的数量怎么可能是无限的呢？如果原子是自发运动且偶然聚集在一起的，那么我们怎么能理解宇宙是由上帝统治和管理的呢？

一些神学家赞成的一种解决神圣监管问题的办法是假定原子是一个纯粹被动的实体，它没有动机和其他能力，可以被上帝而非任何世俗的力量分割。根据这种观点，没有任何事物真正运动过。相反，上帝在每一个瞬间都以新的布局重新创造由粒子构成的宇宙，从而产生在日常事物中存在因果效应和运动的错觉。

另一种解决办法是把上帝理论化为自然法则（theLawsofNature，或译“自然规律”）的制定者。早期现代科学最伟大的概念创新之一就是对运动定律——描述物体坠落、碰撞和反弹的数学规律——的发现。要使无生命的物体以合乎规律和可用数学描述的方式运动，似乎必须存在一种至高无上的神圣智慧来确切地决定它们如何运动，且以一种不可抗拒的方式命令它们。因此，人们认为上帝在创世之初就已经确立了自然法则，这样，所有后续的事件和过程，除却那些取决于人类自由意志的，都将遵循上帝所预见和赞同的法则。笛卡儿就采纳了这种观点。法国哲学家、物理学家皮埃尔·伽桑狄（PierreGassendi）从17世纪20年代到1655年他去世为止，不厌其烦地宣传、阐述和捍卫伊壁鸠鲁的原子论，而且认为它可以与基督教教义兼容。他们的著作，连同数学家兼物理学家的伽利略·伽利雷（GalileoGalilei）和克里斯蒂安·惠更斯（Huygens）的作品，对1660年成立的英国皇家学会的哲学家们，包括波义耳、牛顿和洛克，产生了深远的影响。

在17世纪末乃至整个18世纪，人们普遍接受了一种“神学机械论”（theomeical）的自然影像，即自然是服从于神所施加的自然法则的粒子的集合。惯性定律，即物体在不受外力影响的情况下不会改变它们的运动状态，是一个重要而富有成果的假设，与此同时，它也给上帝创造和维护宇宙留下了大量工作。但是，物质本质上被动或具有惰性的观念不是原始的伊壁鸠鲁主义的组成部分。原始的伊壁鸠鲁主义强调原子的自发活动、原子多种组合的可能性，以及在不受任何神意指导的情况下由原子的聚集和相互作用产生的奇妙结构和特性。原子本性被动的论题是一种方法，通过这种方法，粒子论（corpustheory）可以适应基督教的要求，即要求自然完全屈从于上帝，而且由永恒不变、确凿不移的法则所支配。

在科学革命期间，原子理论的复兴即使在最受追捧的时期也承受着极大的压力。显微镜并没有实现真正能够看到单个原子和理解它们的结构如何与实体的性质和能量相关的希望。显微镜没能显示出极其微小的粒子，却显示出昆虫身体和植物成分的错综复杂和规律性。结果表明，寻常不过的半透明的池塘水中充满了细小而活跃的“微小动物”。

这些观察启发了像戈特弗里德·威廉·莱布尼茨（GottfriedWilhelmLeibniz）这样的哲学家，他在17世纪80年代和90年代写道，自然界中的复杂性“一路下降”，然而惰性的坚固粒子是虚构的。莱布尼茨的兴趣涉及物理学、形而上学、显微镜学、自然史和逻辑学，他同意原子主义者的观点，即宇宙从根本上由不可分割的单一实体组成，这些实体坚不可摧又充满活力。但是，他对广延的原子不可分割和不可摧毁的观念表示怀疑。他认为宇宙的终极成分必定是非广延的，因而是坚不可摧的，类似于心灵的实体——它们也是原子，但又有所不同。

牛顿的研究给原子论提出了新的问题。与物体表面的粒子与光相互作用形成颜色的理论相悖，牛顿指出颜色已经包含在一束白光中，这使得粒子论关于色彩的理论陷入混乱。牛顿采纳了伊壁鸠鲁学派的虚空概念，但他认为虚空中遍布多种力的作用，如重力、电磁力以及某些短程的引力和斥力，这些力代替了“钩子和钩眼”，解释了物质的内聚性和坚实性。他接着推测，也许宇宙中坚实物质的数量仅能够填满一个果壳，而在一个几近虚空的宇宙中发挥作用的力产生了坚实、耐久的物质的现象。

18世纪的哲学家痴迷于物体的非物质化，而且认为物质和精神可能不是对立的概念。就在原子和虚空的理论架构似乎已经失效的时候，随着化学变成一门精确的科学，原子又出人意料地回到我们的视野。现在，化学处理的是具有独特重量的“元素”的比例，这些“元素”永远不可能被人类加工成其他元素，但它们可以结合在一起。在约翰·道尔顿（JohnDalton）1830年的教科书中，原子被表示为圆球（图3）。

图3　道尔顿的原子元素列表，包括氮、石灰、苏打、钾等的原子

现代科学中的原子

当代的物理科学保留了一些伊壁鸠鲁主义的自然图式的内容，但是坚实的、不可见的、形状各异的粒子通过像投掷钩子一样的投射作用彼此纠缠在一起，从而形成宏观物体的观念已经永远消失了。现代化学中的原子（金原子、氧原子或元素周期表上其他元素的原子）都能以固定的比例与其他元素的原子结合。但没有伊壁鸠鲁所说的不可分割性和坚不可摧性。因此，炼金术士所希望的人工控制元素的嬗变成为可能，尽管很困难，某些嬗变在自然界中是通过放射性衰变的过程发生的。

化学原子本身由亚原子粒子组成，亚原子粒子有许多类型和亚型，包括夸克、电子和中子。量子力学告诉我们，亚原子粒子不是具有固定大小和位置的坚固实体。相反，所有的亚原子粒子都表现出波的特征。与伊壁鸠鲁的理论进一步不同的是，亚原子粒子的位置和速度在某些情况下可以确定甚至测量，但根据海森堡测不准原理（Heisenberg’suyprinciple），粒子的位置和速度不能同时确定。

伊壁鸠鲁学派的一个核心论点是所有的变化都意味着对不断变化的实体中的较小组成部分的重新排列，因此从这个观点来看，一种基本粒子转化为另一种基本粒子不可能发生。由于亚原子粒子可以变成其他粒子，伊壁鸠鲁主义者不会认为它们是真正的基本实体，或者说，真正的基本实体必须是构成它们的基础。有一种观点——量子场论（quaheory）——认为场（fields）才是基本的实体。单个的电子是电子场的激发，单个的夸克是夸克场的激发，其方式在某种程度上类似于海浪是海面的激发。这一非凡的想法有助于解释伊壁鸠鲁学派（还包括19世纪实际上接受了物质的原子论的自然哲学家和物理学家）认为无法解释且不得不视之为理所当然的世界的特征。为什么原子有其特定的形状和大小？为什么存在如此多属于完全相同种类的原子？

总之，现代早期对伊壁鸠鲁主义传统的重新发现对17世纪的科学革命做出了重大贡献。物理科学保留了这样一种观念：在感知阈值以下，现实不包含与日常体验的物体具有相同性质和特征的实体。正是这种基本实在的要素与我们的感觉器官之间的相互作用，生成了一个看得见、摸得着的世界。自17世纪中叶以来，物理学家、心理学家和哲学家一直在试图理解这一基础性的实在到底是什么，以及经验世界如何从与物质性大脑（它同样是自然的一部分）的互动中产生，但没有取得完全成功。

[1]　这里可以直译为“过去不是的东西显然不可能是”，因为古希腊语的系动词“是”后面没有接谓语时具有“存在”的意思（英语系动词非常罕见地也有这个用法）。“Void”我们翻译成“虚空”，它与原子相对，原子在虚空中运动。如果说原子构成了一切存在的东西，那么虚空就是其反面“不存在”。