1661年,秋季刚刚过去,天气日渐凉爽。
波义耳惦记着出版商凯德维尔那里的信息,因为他花了几年功夫撰写的著作就要在秋季杀青问世了。他用尽了心血的著作会面临着怎样的命运?为此他忧心忡忡,每天盼望着邮差的到来。
一天,天色将晚,波义耳已经等得不耐烦了,准备回去休息了。这时,一串清脆的马蹄声敲碎了黄昏的寂静。邮差气喘吁吁地喊道:
“快出来领取邮件!”
原本仆人就可以做的事,可波义耳迫不及待地跑出来了。他急切地打开包裹,拿出还带着一缕缕墨香的新书,从头至尾翻阅起来。
只见硬壳布脊的封面印着醒目的书名:《怀疑派化学家》。并非为了避免沽名钓誉之嫌,波义耳署了真名。以往科学书籍都是以拉丁文印刷,这次波义耳感到自己的研究工作在英国完成,又是以英国学者为读者对象,因而用英语写作出版。这在当时还是相当具有叛逆精神的。
波义耳十分崇拜伽利略,就如《新科学对话》一样,这部书也采用了对话形式。对话者是代表波义耳见解的卡尔尼亚迪斯和担任听者角色的艾莱乌特里乌斯。另外两位诘难者,一位是亚里士多德四元素论代辩者特米斯蒂乌斯,另一位是帕拉塞尔苏斯三元素论信奉者菲罗普努斯。
在现代科学史著作中,人们称罗伯特·波义耳为“近代化学之父”,其基本的理由就是,他在《怀疑派化学家》一书中,第一个确立了近代化学的元素假说。这部著作对波义耳时代化学界广为信奉的元素观进行了批判。
波义耳望着自己的著作,就好像农人望着成熟饱满的庄稼。按照惯例,他让助手们寄此书给外地的一些科学界朋友和“无形学院”的会员。有些还寄给了国外的科学界同仁。
不久,人们开始议论起这部新颖独到的著作来了。普遍一致的良好反响,使朋友们纷纷建议,让《怀疑派化学家》再以拉丁文出版面世。在波义耳生活和工作的时代,国际交流的主要语种是拉丁语,只有以拉丁文写成的著作,才能为更多的科学家所知晓,才能在科学家中形成影响。
谈起17世纪的化学,大体上说,广为传播的元素论,有以火、水、空气和土四者称为元素的亚里士多德的四元素论,和以汞、硫酸和盐三者称为元素的帕拉塞尔苏斯的三元素论。
亚里士多德的四元素论,流行了数千年,影响甚众甚广甚深;帕拉塞尔苏斯的三元素说兴起于16世纪,它是医药化学的产物,以批判炼金术的反思为形象出现,也具有很大影响力。波义耳时代,帕拉塞尔苏斯的三元素说比亚里士多德似乎更占上风,所以《怀疑派化学家》一书的大部分篇幅,是将批判的锋芒指向三元素说的。
帕拉塞尔苏斯出生在一个移居瑞士的德国医生之家。他先学炼金术、矿冶学,后获医学博士学位,又担任了大学教授。他为人放浪形骸,性格暴戾,大半生都在各地奔波流浪,经常在小酒馆里陪着农民聊天,和衣躺在地板上睡觉。他的大部分著作都未能在生前问世,直到死后二十多年才得以陆续出版,受到读者和学术界的赞赏。
帕拉塞尔苏斯在阿拉伯炼金家贾比尔的硫、汞二元素说的基础上,吸取了德国炼金家瓦伦亭的思想,补充了盐作为元素,提出了“三元素说”。帕拉塞尔苏斯认为,万物均由硫、汞、盐三元素所构成,硫是可燃性要素,汞是挥发性要素,盐是凝固性和耐火性要素。任何物质分解,都可以得出这三要素。
硫、汞、盐三元素,从表面上看来,似与实际情况相吻合,因而很快就取代了欧洲中世纪的元素观,得到了医药化学家的承认,成为一种广为人们所接受的化学观念。
由于帕拉塞尔苏斯敢于创新,猛烈抨击传统理论,特别是他与欧洲宗教改革运动发起者马丁·路德同一时代,所以人们把他誉为“化学中的路德”。
波义耳要与当时的化学权威一比高低,还是需要相当的勇气的。为了确立科学的化学,波义耳首先考虑到的一个基本概念是元素。他批判当时的元素论的理论武器,是以笛卡儿的粒子学说为核心的,辅之以伽桑狄的原子论的混合体的理论。但是,波义耳的粒子学说与笛卡儿的理论又略有不同,他认为构成自然界千差万别的所有物体的根源物质,只有一种称为“普遍物质”的东西。
构成自然界,只有一种物质是不够的,还必须通过运动。“普遍物质”因自身的运动而被分割成不同形状和大小的微粒子,再经过运动就形成肉眼看不到的粒子,这些粒子相互分离和结合,即构成肉眼看得见的物质世界,它们便是构成物质的元素。
波义耳认为,元素就应该是这样的:“元素并不是由其他任何物质构成的,它是直接生成各种化合物的成分,而且,当将化合物分解到极限时,得到的是某种原始的、具有完全单一性而非混合性的物质就是元素。”
波义耳所定义的元素,相当于我们中学所说的“单质”。波义耳在《怀疑派化学家》一书中举例说明了什么是元素。
比如,黄金可以溶解于王水中,虽然在王水溶液中看不到金子了,但金粒子在溶液中存在的事实,可用向溶液内添加适当试剂,使之产生金的沉淀加以证明。这些在化学反应中不能再分的金粒子就是元素。
波义耳认为,不应当把化学简单看成是一种制造贵金属或医药品的技艺,而应当看作是科学的一个分支。他指出,当前从事化学研究的人普遍认为化学几乎只是为了制备药物或改善金属,而我倒很愿意把从事这门技艺的人,不是看作医士或炼金家,而是一个科学家。波义耳强调化学的独立性,对于后人启示极大。他的化学观使人们从炼金术中醒悟。
波义耳说,我们的化学,绝不是医学或药学的婢女,也不应甘当工艺和冶金的奴仆。化学本身作为自然科学中的一个独立部分,是探索宇宙奥秘的一个方面。化学,必须是为真理而追求真理的化学。
在波义耳之前的时代里,人们往往认为自然界的万物仅仅是由几种简单的要素构成的。如四元素说、三元素说。中国人的五行说也是如此。这种简单的认识当然功不可没,但是由于他们的简单性,所以就闭塞了走向真理的大门。波义耳是人类中最早意识到这一问题的人之一。他认为作为万物之源的元素,将不会是很早指出的几种。他在《怀疑派化学家》一书中猛烈地抨击了当时流行的三元素、四元素说。他认为那些纯粹是假想,是站不住脚的,它就像有一个人“在读一本用密码写的大部头书,而这密码他只认三个字,但却想破译这整本书”。他指出,自然之书可能需要远多于三四种元素来破译它。从波义耳之后,寻找化学元素的实验就成为探索科学真理的重要内容之一。迄今为止,人类发现化学元素已达一百二十多种,还有迹象表明,这也不是终结。
在《怀疑派化学家》一书中,怀疑派化学家卡尔尼亚迪斯由于手中掌握了实验的武器,提出了足以摧毁大多数陈旧元素观念的令人信服的证据。波义耳的著作使人们更加坚信,在科学争论中,最有说服力的是实验,有无实验证据成为评价一本著作优劣的标志。
在圣保罗广场的书店里,人们踊跃地购买《怀疑派化学家》,形成了难得的热潮。
科学的生命就是通过书籍一代一代延续下来的。如果追溯化学的源头,那就去阅读波义耳的著作吧。