一、引言

科学革命的编史学从不把炼金术纳入科学史进行讨论,因为自18世纪始,炼金术便因其神秘混乱的样貌招致现代学术体系的敌对与驱逐。持此史观的萨顿对炼金术展开过肆意指责,并将其从业者称为傻瓜、无赖或两者不同比例的组合[1];巴特菲尔德则宣称,研究炼金术的史学家终会染上疯狂[2]101。

炼金术的身影虽在文化史或其他研究中零星出现过,却无涉科学史。如炼金术在19世纪隐秘学(occultism)的潮流下被解释为一种“精神实践”;在20世纪精神分析学家那里被指是对心理过程和原型图像的描绘。这类无关实验室物质转化的观点几乎成了“标准解释”,故当科学史作为一门专业出现时,炼金术似乎不与任何自然科学思想沾边。实证主义的观点也掩盖了关于嬗变理论的论争,这让早期科学史学家们将炼金术视为是非科学的,甚至是反科学的。

科学史学家近年来给予了炼金术前所未有的关注,其他学科也承认其广泛的影响力,这使炼金术在学术研究上重获新生。普林西比认为炼金术当前兴旺的重建工作得益于:一,长期存在的个人传记问题得到了重视,以往被刻意剔除的材料现被认真对待;二,重新被研究的材料揭示了科学革命的典范人物曾如何严肃追求炼金术以及炼金术对他们的科学思想产生了怎样的影响,如波义耳和牛顿;三,仿史实验让学者了解当时的炼金术士究竟做了什么、看到什么、得出什么,帮助理解炼金术背后的理论思想。[3]

为讨论炼金术与科学史的关系,普林西比和纽曼创建了一套连贯性和复杂性结合的历史主义方法,建立起对炼金术实践进行观察、评估、解释、评价的综合体系,进而将17世纪的炼金术看作一种自然哲学思想下的“新科学”,构建了其回归科学史的可能。[4]不过,炼金术的科学性体现在哪,它为何及如何被科学史驱逐,现代化学与炼金术的关系如何,化学之于炼金术的进步该如何理解等问题,虽曾被国内外学者关注和讨论,但在科学编史学转向的更广泛意义下,仍需我们思考和回答。

本文将在考察和批评普林西比与纽曼等学者重建炼金术的工作后,通过拉卡托斯的科学研究纲领方法论,就炼金术何以重归科学史中提出自己的理解。本文将着重探讨17世纪炼金术的科学性及科学哲学意义下现代化学研究纲领之于炼金术纲领的进步性转换问题,并以此透视科学史的编史学。

二、炼金术与化学的历史分离:判决性实验的结果还是权力的游戏?

对炼金术与现代化学关系的讨论常会进入两个彼此矛盾的论域:一是,炼金术为旧时代的魔法残余,与化学毫无联系;二是,炼金术背后的赫尔墨斯主义思想为近代科学的产生提供了灵感。前者见于萨顿和巴特菲尔德的论述中,后者以多布斯和韦斯特福尔对牛顿炼金术的解读最为著名。[5],[6]229事实上,由于前现代学科未分的知识状态,如果不对炼金术的具体样貌进行细致考察,尤其是杂糅制金、化学、医学、神学、哲学等的17世纪炼金术,我们难以回应上述两个论域。

假使冒然用炼金术一词来概括当时的一切状况,或把炼金术附会为某种原始化学,必然导致以偏概全的错误。因此我们有必要采取多条平行进路来处理炼金术的复杂多变性。其中与化学有关的,需要在考虑某一共通性的基础上建立,即炼金术和化学都是用结合和分离的操作来实现物质转化和制造新材料的实验室活动。

对于这一进路,普林西比和纽曼建议用Chymistry(化学[炼金术])这一古老拼写来指称炼金术和化学未分状态下的历史结合体,而涉及物质转化活动时,应以Chrysopoeia(制金)及Transmutation(嬗变)来具体指认。[3],[7]121-123这样对化学[炼金术]的研究就被框定在了自然哲学的定域中,撇清了“精神阐释”等干扰项,将注意力集中于制金的科学性上。当这一定域形成时,首先需要回答的是:炼金术和化学如果曾为一种结合体,它们为什么会分离?这种分离意味着什么?

纽曼和普林西比整理了一些经典观点,例如梅茨格认为炼金术是生机论的,而化学是机械论的,这暗示炼金术与化学的分离是笛卡尔式的进步;鲍厄斯断言两者是截然不同的学科,炼金术代表着古代、非理性、欺骗性的知识,而化学则代表着现代、理性的科学;多布斯虽对炼金术态度友好,但她仍部分追随梅茨格的思路,认为化学因非精神性的机械论特征而进步于炼金术。[8]这些论断在纽曼和普林西比看来完全站不住脚:18世纪初没有任何新理论或实验可以让当时人断定嬗变制金的不可能。[3]类似的后入式的判定明显脱离了历史境况——它们预设了讨论对象的进步性或退步性,然后依据那些古代或现代、理性或非理性的标准来进行裁决,并没拎清客观进步的线索。归纳主义的指控同样存在巨大问题,因为从有限的炼金术实验中归纳推导出制金的不可能并不具有逻辑可靠性。

假如炼金术和化学的分离不是一种历史必然,甚至有悖于革命史观,那则需要考量其他因素。普林西比通过一个重要且常被视而不见的史实把讨论引向权力说:17世纪末随着重要性及应用度不断增扩,化学[炼金术]开始形成一门现代学科的轮廓,出于确立科学地位的需要,巴黎皇家科学院对它进行了“整容”。丰特奈勒认为化学[炼金术]不具有数学及物理学中的演绎公理系统和“几何精神”,于是将“嬗变”隔离成单独的类别,切断它与化学[炼金术]的联系。相应地,科学院用自身的权力言辞谴责嬗变制金完全是骗局。这种宣传式的手段把制金当作落后、异教化的“炼金术”并予以驱逐,而重新建立起的“化学”则成了一种新近的、净化后的科学。[7]124-126在此情况下,炼金术与化学被分离为两类迥然相异的事物,各自获得了更加严格的定义:化学明显代表着进步、净化和受人尊敬的科学;炼金术则是退步、异教知识和令人鄙夷的象征。这也意味着,嬗变制金在这场权力游戏中被塑造为“他者”,成了历史叙述中化学的敌人。

制金从科学中被驱逐在任何时候都是一个值得研究的课题,因为它不仅关乎炼金术在科学史中的合法性地位,还对科学编史学提出了挑战。以判决性实验为导向的科学编史需要确定一种理论对另一种理论的判决性进步,但炼金术衰落之时并没有一个绝对权威的、能够判决制金为不可能的实验出现过。据此,化学之于制金的“进步”似乎充斥了大量道德批驳、权力整容和行政宣传,而没有“理性的”评价标准。

但如果仅以“非理性”证据来否认进步,结果同样不会令人满意。这类证据至多将17世纪的制金从偏颇的历史评价中拯救出来,却无法通过诉诸普遍认可的标准和合理的论证阐述清制金的科学性何在。因此,在接下来的讨论中引入科学研究纲领方法论是必要的,我们只有通过考量拉卡托斯所谓“客观科学知识增长的有关部分”[9]141,即内部历史或哲学的更迭,才能在知识史的维度上观照化学之于制金的进步转换,进而确认炼金术的科学性。内部历史或哲学之于科学研究纲领方法论而言即为“硬核”(hardcore),它界定了一个科学研究纲领的特征。所以如果我们要在科学史中理性地重建炼金术,首先当以讨论制金纲领的硬核假说为出发点。

三、硬核:嬗变制金的自然哲学思想

在普林西比和纽曼提供的讨论框架里,制金是和化学存有共通性和连续性的历史实在,也是炼金术摆脱非理性阐释后的自然哲学状态。作为硬核讨论样本的17世纪制金,其所依托的物质嬗变理论建基于长期演变的自然哲学思想。

嬗变制金起源于希腊化埃及时期,其诞生融合了两种知识传统:由配方文献所例证的实用工匠知识及希腊自然哲学中关于物质和变化之本性的理论思辨。[7]16后者的历史演变最终构成17世纪制金的硬核,包括两条理论线索。

线索一关涉古希腊哲学家的世界始基问题。从泰勒斯(Thales)认为世界始基是水开始,到亚里士多德(Aristotle)的“原初质料”,大多数希腊哲学家承认在不断变化的现象背后存在某种稳定不变的基底,即有一种最终实在隐在于所有物体背后。由此种观念和工匠知识结合的制金可在佐西莫斯的具体实践中寻到踪迹。

衔尾蛇符号表征了这一线索,其图像中的铭文——一即一切将充当万物背后基底的一元质料观念导引了出来。普林西比称此观念是为制金理论的支撑:“一个事物之所以能够转化为另一个事物,是因为在最深层次上它们其实是一个事物。”[7]34

线索二是阿拉伯世界中的金属汞-硫理论。贾比尔提出所有金属皆由汞与硫复合而成,当汞、硫以不同比例和纯度在地下凝结时便可产生各种金属。纯度最高的汞与硫按精确比例结合成金,当汞或硫纯度不足或混合比例不够精确时便会生成贱金属。这一理论同样为制金提供了某种基础:如果所有金属都存有这两种成分,只是成分的比例和纯度不同,那么通过净化汞、硫和调整比例就可生成金。

汞-硫理论沿袭了亚里士多德“四种性质”(冷热干湿)和“四元素”(火气土水)的观念:金属的生成依靠不同性质以不同比例的结合。金以热、湿为主导,铅以冷、干为主导,因此将铅变为金的嬗变过程需要增加热和湿,或减少冷和干。贾比尔以四种性质的“正确”比例来制作他的炼金药,而最伟大的炼金药他认为是能把任一金属嬗变为金的哲人石。

这条理论线索因强烈的经验性征和对经院哲学的意义,在化学[炼金术]的技艺实践中被更广泛接受。汞—硫理论在16世纪时被帕拉塞尔苏斯(Paracelsus)发展为汞-硫-盐三元素论。阿拉伯人的二元组论只用于金属和矿物,但三元素论却扩展到了一切事物。三元素论提供了一种地界物质的三位一体观念,应和了上帝与人的三位一体,与经院哲学密切吻合,因此帕拉塞尔苏斯主义的宇宙观几乎统治了整个17世纪的制金实践。

当然,制金理论从来都不是也不可能是单一或静态的,现代之前的炼金术本身就表现出多种学说、实践和目的的综合。时至17世纪,虽然对金属成分还有很大分歧,但人们已经得到某种共识——金属是复合物。这一观念支撑了金属嬗变的可能性,无论炼金术士选择汞-硫理论,或是三元素论,再或是“原初质料”的思想,“金属是可嬗变的”这一自然哲学思想已然成为了制金的硬核假说。

可观察证据也支持了这一假说。当采矿业发展时,矿藏内的显示——金银铅总混杂在一起——提供了经验佐证。这一自然状态暗示着,贱金属可能通过某种方式向贵金属嬗变。如果把大自然看作一个实验室,那么地下作用则逐渐把金属烹制成了精致组成,所以炼金术士只需找到一种方法,在地面上迅速实现自然在地下缓慢成形的事情即可。

因此在17世纪,理论支撑和经验印证共同保护了制金的硬核,使此假说呈现出“不可反驳”的特征。至于如何在地面上实现金属嬗变则有两条进路:一是通过把特定的贱金属嬗变成银或金的殊剂;二是可以对任一金属实现嬗变的哲人石。这两条进路背后的嬗变理论吸引了大批追随者来进行更深度的探索,其中就包括科学革命偶像式人物的波义耳和牛顿。

在确认了制金的硬核之后,我们应当重回17世纪,以完整的思想线索和当时的境况严肃审察几个重要学说和实验,看看“炼金术士”们到底在追求什么以及嬗变对科学思想产生过怎样的影响。这关乎制金研究纲领的连续性问题。

四、连续性问题:从斯塔基、塞内特到波义耳、牛顿的制金研究

科学革命的编史曾试图确立波义耳为化学革命者以驱逐炼金术,但恩格斯的类似论断被证明是一种误读,而帕廷顿所谓“波义耳提出了当时较为先进的单质元素定义”也是为错误。[10]事实上波义耳一直努力肃清四要素说和三元素论的影响(他将要素和元素视为同一概念)。他的三个疑问——元素是原始简单物质吗?每一种物质都包含这些元素吗?元素数量是否只限于亚里士多德的四种或帕拉塞尔苏斯的三种?——挑战的全是元素说线索里的观念。最终波义耳否认元素说而提出微粒说的物质层级理论进行了更新。

波义耳虽然未对他的物质层级理论作过完整论述,但这个理论痕迹可在《怀疑的化学家》和其他著作中寻觅到,具体包括:

1.存在一种不能再进一步分裂的微粒,即自然最小质;

2.此微粒只赋予物质基本性征——大小、形状和运动/无运动;

3.同质微粒可按层级凝结成更复杂的微粒团(乃至复合物;

4.微粒团具有稳定性,但活性作用剂能够破坏微粒团的结构使之解体为微粒,而微粒在作用剂所给定的形式下可能再凝结成新的复合物;

5.复合物的挥发性和固定性、腐蚀性和被腐蚀性、易沉淀性和与汞的融合性等性质,取决于微粒团的结构。

科学史学家曾把这套物质层级理论看作是波义耳独创的机械论哲学,但纽曼和普林西比认为应将斯塔基和塞内特纳入讨论,以建立必要的历史连续性和完整性。两人皆是17世纪的制金典范,正是他们的辅助使波义耳常不讨论机械性质而只涉及“化学性质”[11]。

斯塔基代表的汞派倾心于哲人汞的制备。他们的哲人石理论建立在“种子”概念上,认为种子可以将物质生成特定的实体及形式。依靠哲人汞,金的种子将从金中溶析出来,通过加热便能获得含有活性金种子的哲人石,哲人石能将贱金属的基本物质重新组织成金来实现嬗变。1651年,与斯塔基通信后,波义耳认为此过程将大有前途,以至于实验了近四十年来将汞转化成哲人石。[7]233

塞内特受惠于盖伯和利巴维乌斯的思想,通过“回归原始状态的还原反应”实验提出了“原子”假说。塞内特将银溶解于一种强酸中,通过沉淀再得到银,也将金银融合为一种看起来像是同质的合金。据此,塞内特提出一种逍遥派的原子解释:银由微小的原子组成,它们每一个都保留着自己实质形式的银。[12]121波义耳同样醉心于此并抄袭了塞内特。[12]164-167纽曼论证称,波义耳正是通过这类实验从物质的“额外本质”属性中区分出了“本质”属性,并揭示了微粒间的根本差异。如果没有这些区分,波义耳就不能认为现象世界性质上的可变性主要是通过机械手段施加在基本不变的微粒上的结构变化。[12]198这些因素共同奠定了波义耳的机械论哲学,并使他的哲学与嬗变信仰看起来十分吻合。

牛顿继承和发展了波义耳的微粒说,相比波义耳关注结构,牛顿把重点放在了粒子力上。在牛顿看来,波义耳考虑微粒形式、形式间适配性、作用剂渗透性的进路无法实现制金,因而将注意力转向了粒子间的作用力及作用剂的腐蚀性上。[13]

题名为Clavis(编号KeynesMS18)的牛顿手稿记录了制备哲人汞的方法和步骤[13]:

1.将星锑和银共同熔化以制备哲人铅;

2.将汞和哲人铅共同作用以制备活性汞;

3.将活性汞和金共同作用以制备哲人汞。

多布斯通过研究后称,Clavis提供了一个理解牛顿炼金术背后思想的钥匙:在他的工作中隐含着“有吸引力的磁铁”概念和以“中介”概念论述的制金。[14]126-193

纽曼则认为牛顿并非Clavis手稿的原创作者,而只是这个副本的拥有者,Clavis真正的作者是斯塔基,这证实了牛顿和斯塔基之间的联系。[15]如前所述,汞派的观念常带有农业社会特征的隐喻:普通水是普通种子发芽生长的必需之物,那么对于嬗变制金的“种子”来说,哲人汞也被认为是一种“水”。普林西比仿制了Clavis(或斯塔基的Key)的实验,他将这种汞与金混合在一起,进而产生了一种油状的混合物,他再将这个混合物加热到正确的温度以增加流动性,几天后一棵闪闪发光且完全成型的“金树”充满了整个容器。[7]236-238

普林西比、纽曼和多布斯等人的工作关注到了科学增长的连续性问题,这意味着,17世纪的制金具备了和化学共通的科学研究纲领样态:金属可嬗变的自然哲学思想构成的硬核假说,并正面启发了波义耳、牛顿等从业者对制金进行理论化探索,进而促进了各自的物质理论体系的发展,带动了对科学现象的理解。从这个意义上说,普林西比和纽曼并不采纳某种可涵盖整个17世纪自然哲学领域的科学革命概念,他们似乎显得更赞同巴特菲尔德“化学革命延迟出现”的观点。

上述修正暗示着制金与化学之间并不存在清晰的界线,因而以科学革命的语言解读化学之于炼金术的发展将会是一种非历时的进路。不过这存在一个显在且致命的困局:历时进路必将触及制金和化学间的进步性转换问题,而使得界线问题不能被忽视。如果此界线问题遭致忽视或模糊化处理,那么在面对诸如巴特菲尔德的观点时,科学革命语言依旧会占据上风,使制金继续会落入非理性、非科学的窠臼中,而无从谈起炼金术在科学史中的回归与重建。因此,从科学哲学的意义上理清化学之于制金的进步性转换,将成为重中之重。

五、进步性转换:制金研究纲领与化学研究纲领

为何进步性转换问题如此重要?正如拉卡托斯所强调的:“科学哲学的中心问题是对科学理论进行规范评价的问题,尤其是阐明一个理论之具有科学性所依赖的普遍条件的问题。”[9]221理论能否预测新颖事实是科学性所依赖的普遍条件的核心组成,当理论增长可以预见经验增长或成功预测新颖事实时,研究纲领即是进步的,反之则是退步的。这一矛盾关系成为了评判进步性转换进而承认科学性的关键所在。

因此,当我们从这个角度出发时,理清制金所呈现的科学性所依赖的普遍条件并哲学化为可供比较的研究纲领,寻找其与现代化学纲领中激烈背反的矛盾关系来评价进步性转换,将成为两者可并置于科学史讨论的必要条件。

参考前述,制金纲领可简化为:

1.金属是由元素或原子构成的复合物;

2.复合物可嬗变,因为其可还原为最小元素或原子,通过调整纯度、比例或结构便可实现嬗变;

3.嬗变有两种方法:制备殊剂或哲人石,其中哲人石可嬗变一切。

确定制金纲领后,我们还应该罗列作为“竞争者”的现代化学研究纲领。虽然是拉瓦锡(Lavoisier)还是道尔顿(JohnDalton)提出现代化学研究纲领尚存争议,但由于拉瓦锡针对的是燃素说而非嬗变问题,因此制金纲领对应的应是道尔顿的纲领。

其纲领是[16]51,71,84:

1.物质由数目极大且极微小的同质原子构成,它不能被创造或消灭,在化学作用中性质不变;

2.同种元素的所有原子质量和性质完全相同,不同元素的原子质量和性质不同,元素以原子质量为区分;

3.化学作用只把不同元素的原子分开或联合。新物质只由化合而成。

道尔顿的纲领处理了两个核心问题:一是融合了元素说和原子说的纷争,重新确立了物质特性;二是其硬核假说——物质基底是多种元素性原子,不同元素性原子质量和性质不同——意味着金元素原子和其他金属元素原子具有不可通约性,故金属间不能嬗变。

至此,两份纲领的矛盾之处——金属的可嬗变与否呈现出激烈的背反。在此之下应用预测新颖事实的标准,我们获得如下评判指示:制金纲领虽历经长久的实验性探索,但金属嬗变没有切实发生过,而能产生嬗变催化的哲人石和殊剂也没有被制造出来。道尔顿的纲领则恰如其分地解决了此冗余,他提出金属间不可能嬗变的决定性纲领严格区分了金和合金,并指出化学作用只能产生合金而不能嬗变制金,这最终奠基了现代化学研究。

在此意义下,我们的讨论到达了最终目标。制金纲领和化学纲领在背反矛盾关系上获得一种逻辑连续性,使步入有关客观科学知识增长的讨论进路成为可能。而这一进路确认了现代化学之于制金的科学进步性转换,同样也成将制金作为一种落后的研究纲领给予了科学性的确认。至此,我们才可以称炼金术在科学史意义上获得重建可能。

六、结论:炼金术之于科学史的新理解

本文的核心在于通过制金-化学的进步性转换来从科学哲学意义上指认炼金术的科学性。虽然学界对炼金术的非理性批判早已转向,但科学革命话语的持续影响和模糊炼金术与化学界线的潜在企图致使化学之于炼金术的进步问题身陷困局,而最终解开这一困局的关键在于从科学哲学意义上确立一种连续性的恢复:即Pn+1与Pn的进步性转换。

当这一连续性被恢复时,炼金术便获得了在科学史上理性重建的可能。炼金术的科学性将作为一种有关人类认知、理解、控制自然之努力被给予新的理解。

参考文献：

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