誰(shuí)是近代化學(xué)之父——化學(xué)革命的三種敘事

李文靖

(中國(guó)社會(huì)科學(xué)院世界歷史研究所，北京 100006)

論及近代化學(xué)之父，絕大多數(shù)科學(xué)史著述以及科普作品都指向法國(guó)18世紀(jì)化學(xué)家拉瓦錫(Antoine-Laurent de Lavoisier， 1743—1794)。從18世紀(jì)末美國(guó)費(fèi)城化學(xué)會(huì)的年度報(bào)告，到19世紀(jì)末有機(jī)化學(xué)家兼化學(xué)史學(xué)家貝特洛(Marcellin Berthelot， 1827—1907)所著的《化學(xué)革命》，再到2000年之后的《不列顛百科全書(shū)》，莫不如此[1,2,3]。但是自20世紀(jì)80年代以來(lái)，伴隨新化學(xué)史學(xué)的發(fā)展，17世紀(jì)至18世紀(jì)拉瓦錫之前的一批化學(xué)家被帶入人們的視域，化學(xué)革命的實(shí)質(zhì)與意義也得到不同以往的闡釋。新、舊兩種編史綱領(lǐng)在目標(biāo)、方法上構(gòu)成張力，各有建樹(shù)，卻都存在理論困難，令原本有著明確答案的化學(xué)奠基人問(wèn)題變得富有爭(zhēng)議。

1 拉瓦錫、燃素論和化學(xué)數(shù)學(xué)化——經(jīng)典化學(xué)革命敘事及其困難

長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，科學(xué)史界對(duì)于近代化學(xué)革命的基本認(rèn)識(shí)是：在拉瓦錫之前，18世紀(jì)歐洲化學(xué)家以斯塔爾(Georg Ernst Stahl， 1659—1734)為代表普遍持有燃素論，認(rèn)為物質(zhì)表現(xiàn)出可燃性是因?yàn)槲镔|(zhì)中含有一種特殊的火物質(zhì)，亦稱燃素(phlogiston)。物質(zhì)燃燒時(shí)釋放燃素，由于燃素具有負(fù)重量(Levity)而燃燒產(chǎn)物增重。在18世紀(jì)最后1/4個(gè)世紀(jì)，隨著氣體化學(xué)的發(fā)展以及對(duì)化學(xué)過(guò)程稱量要求的提高，燃素論逐漸失去其解釋力。最終，拉瓦錫提出現(xiàn)代意義上的燃燒理論，取消了燃素的物質(zhì)實(shí)在性，并重新定義化學(xué)基礎(chǔ)物質(zhì)的概念，建立起新的化學(xué)物質(zhì)體系[4]。就此，化學(xué)領(lǐng)域發(fā)生了遲于16、17世紀(jì)自然哲學(xué)的另一場(chǎng)“科學(xué)革命”?；瘜W(xué)革命的實(shí)質(zhì)則是化學(xué)從一門(mén)傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)技藝經(jīng)由自然哲學(xué)或者物理學(xué)的影響而逐步實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)化、最終轉(zhuǎn)變成為一門(mén)獨(dú)立的科學(xué)學(xué)科。隨著拉瓦錫革命敘事的流傳，“拉瓦錫之前的化學(xué)”(pre-Lavoisian chemistry)也成為早期化學(xué)的代名詞。

經(jīng)典拉瓦錫革命敘事的相關(guān)著述瀚若煙海。早期代表性著作有貝特洛的《化學(xué)革命》，該書(shū)作者對(duì)化學(xué)革命進(jìn)行了這樣的概括：

有關(guān)物質(zhì)組成的新概念形成了，自古希臘哲學(xué)家以來(lái)占據(jù)統(tǒng)治地位的四元素說(shuō)土崩瓦解了。四元素中的兩個(gè)元素氣和水，原來(lái)被看做是簡(jiǎn)單物質(zhì)，現(xiàn)在已經(jīng)證明可以分解；土曾是一個(gè)獨(dú)特而讓人疑惑不解的元素，現(xiàn)在被看做是我們可以精確定義的多種簡(jiǎn)單物質(zhì)的經(jīng)驗(yàn)混合物；火的本質(zhì)發(fā)生了變化，它不再被當(dāng)做一種特定的物質(zhì)，而是成為一種現(xiàn)象、狀態(tài)。最終，學(xué)者們以及追隨他們的哲學(xué)家認(rèn)識(shí)了物質(zhì)，這些物質(zhì)在火的作用下服從一個(gè)可以應(yīng)用于整個(gè)自然界的區(qū)分原則，即可稱重、符合平衡原理的物質(zhì)區(qū)別于不可稱重、即時(shí)逸出的流體([2]， p. 4)。

20世紀(jì)上半葉，懷特(John White)的《燃素史》和帕廷頓(James Partington, 1886—1965)的《對(duì)燃素理論的歷史研究》有較大影響[5,6]。懷特指出，拉瓦錫之前的化學(xué)界存在著燃燒和煅燒兩大問(wèn)題。化學(xué)家觀察到燃燒和煅燒的產(chǎn)物重量大于反應(yīng)物的重量，為了堅(jiān)持燃素論有關(guān)燃素從物質(zhì)中逸出的原理，只好提出燃素具有負(fù)重量的解釋。后來(lái)拉瓦錫改燃素逸出為氧與物質(zhì)結(jié)合，從而解決了負(fù)重量的問(wèn)題。帕廷頓則詳盡地梳理了燃素負(fù)重量的概念如何從古典時(shí)期、中世紀(jì)一直到18世紀(jì)逐步演變，即以廣闊思想史關(guān)照化學(xué)的發(fā)展過(guò)程。

懷特與亨廷頓二人的工作將化學(xué)革命聚焦在燃素問(wèn)題上，又將燃素問(wèn)題集中在負(fù)重量問(wèn)題上，其他科學(xué)史學(xué)家則希望獲得更開(kāi)闊的畫(huà)面、發(fā)掘更深層的線索。于是，化學(xué)如何吸收自然哲學(xué)的機(jī)械論成為一個(gè)研究重點(diǎn)。不過(guò)，一旦如此，拉瓦錫的化學(xué)奠基人地位就在一定程度上受到動(dòng)搖。例如，波義耳于17世紀(jì)60年代寫(xiě)作《懷疑的化學(xué)家》一書(shū)，率先將機(jī)械論引入化學(xué)。庫(kù)恩(Thomas Kuhn， 1922—1996)的《波義耳與17世紀(jì)的結(jié)構(gòu)化學(xué)》和博厄斯(Marie Boas)的《波義耳與17世紀(jì)的化學(xué)》都對(duì)波義耳的開(kāi)創(chuàng)性貢獻(xiàn)進(jìn)行了深入的研究[7,8]。18世紀(jì)上半葉著名的化學(xué)家、萊頓大學(xué)教授布爾哈弗(Herman Boerhaave， 1668—1738)對(duì)于化學(xué)吸收機(jī)械論也有突出貢獻(xiàn)。麥茨格在《牛頓、斯塔爾、布爾哈弗與化學(xué)理論》中對(duì)此有研究[9]。而多納文在《蘇格蘭啟蒙中哲學(xué)化的化學(xué)——庫(kù)侖與布萊克的論述與觀點(diǎn)》中則又突出了蘇格蘭科學(xué)家?guī)靵?William Cullen， 1710—1790)和布萊克(Joseph Black， 1728—1799)的貢獻(xiàn)[10]。

化學(xué)吸收機(jī)械論并不必然帶來(lái)化學(xué)的數(shù)學(xué)化，因?yàn)橹辽僭?9世紀(jì)初道爾頓建立原子論之前的相當(dāng)一段歷史時(shí)期，機(jī)械論對(duì)于化學(xué)反應(yīng)的解釋停留在想象中的物質(zhì)小顆粒的聚合或分離。由于這些被稱為基本粒子的小顆粒的性狀、大小均無(wú)從得知，化學(xué)家也就無(wú)法將其與實(shí)際化學(xué)實(shí)驗(yàn)的稱量結(jié)果直接關(guān)聯(lián)起來(lái)。但是，機(jī)械論為化學(xué)提供了量化的觀念。這就又回到拉瓦錫這里，因?yàn)槭撬^早提出化學(xué)數(shù)學(xué)化的目標(biāo)。格拉克在《拉瓦錫的關(guān)鍵年——1772年燃燒試驗(yàn)的背景與起源》中研究了拉瓦錫和拉普拉斯如何對(duì)熱進(jìn)行測(cè)量以此實(shí)現(xiàn)化學(xué)數(shù)學(xué)化的過(guò)程[11]。因此，盡管波義耳、道爾頓以及其他化學(xué)家的貢獻(xiàn)不可低估，在數(shù)學(xué)化的研究框架下，拉瓦錫的奠基人地位仍保持穩(wěn)固。

經(jīng)典拉瓦錫革命敘事是脈絡(luò)嚴(yán)整而富于成果的，但是在一些關(guān)鍵問(wèn)題上存在漏洞。例如，貝特洛預(yù)設(shè)，拉瓦錫革命之前亞里士多德四元素說(shuō)和燃素論占據(jù)統(tǒng)治地位，燃素論是對(duì)四元素之一的“火”的更具體、精細(xì)的表述。但是實(shí)際上，18世紀(jì)60、70年代法國(guó)化學(xué)界首推魯埃勒(Guillaume-Fran?ois Rouelle， 1703—1770)的四元素理論。魯埃勒只是沿用亞里士多德的元素名稱，卻認(rèn)為元素是具體、有形的基礎(chǔ)物質(zhì)，并且即是元素又是化學(xué)工具，這與亞里士多德的理論已經(jīng)有本質(zhì)的區(qū)別[12]。

有關(guān)燃素論式微的敘述十分常見(jiàn)，但是早期化學(xué)家有多注重化學(xué)過(guò)程中的稱重問(wèn)題尚不得而知。西格弗里德(Robert Siegfried)不無(wú)犀利地指出，燃燒和煅燒兩大問(wèn)題與其說(shuō)是歷史上化學(xué)家面對(duì)的難題，不如說(shuō)是后來(lái)化學(xué)史學(xué)家臆想歷史人物需要面對(duì)的難題([13]，pp.101—120)。

數(shù)學(xué)化的線索也有問(wèn)題?；裟匪怪赋觯咤a的原文筆記反映出其并沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行數(shù)學(xué)化綱領(lǐng)[14]。實(shí)際上早在18世紀(jì)末，與拉瓦錫論戰(zhàn)的英國(guó)化學(xué)家柯萬(wàn)(Richard Kirwan，1733—1812)便在《論燃素》中證明其論證過(guò)程的數(shù)學(xué)精度高于拉瓦錫。當(dāng)時(shí)另一位化學(xué)家、柯萬(wàn)著作的翻譯者尼克爾森(William Nicholson， 1753—1815)則指出，拉瓦錫的量化數(shù)據(jù)不過(guò)是一種讓真相愈加不明的“炫示”[15]。也就是說(shuō)，拉瓦錫在何種意義上完成了化學(xué)數(shù)學(xué)化并不明確。倘若人們?cè)僮穯?wèn)：數(shù)學(xué)化能否足以建立起當(dāng)時(shí)化學(xué)家所需要的知識(shí)合理性和合法性？化學(xué)數(shù)學(xué)化是不是早期化學(xué)發(fā)展的唯一趨向？化學(xué)數(shù)學(xué)化的歷史敘事則面臨更大挑戰(zhàn)。

在拉瓦錫革命敘事中，拉瓦錫是橫空出世的英雄，他扭轉(zhuǎn)了化學(xué)領(lǐng)域一片忙亂無(wú)序的局面，而其他化學(xué)家的工作如果沒(méi)有指向數(shù)學(xué)化結(jié)果的話便顯示不出歷史研究的價(jià)值。霍姆斯批評(píng)這種研究?jī)A向時(shí)說(shuō)：

科學(xué)史學(xué)家發(fā)現(xiàn)很難不將18世紀(jì)的化學(xué)看做是科學(xué)革命上演的舞臺(tái)，他們強(qiáng)烈傾向于將現(xiàn)代化學(xué)的到來(lái)等同于拉瓦錫于1771年至1789年間建立的化學(xué)體系。結(jié)果在此之前發(fā)生的所有事件總是被看做高潮事件上演前的序幕。([16],p.3)

2 尋求化學(xué)獨(dú)立發(fā)展線索的新編史綱領(lǐng)

自20世紀(jì)80年代以來(lái)，霍姆斯、克萊因(Ursula Klein)、西格弗里德和金(Mi Gyung Kim)等科學(xué)史學(xué)家開(kāi)始重寫(xiě)化學(xué)革命史。他們避免將近代化學(xué)的出現(xiàn)描述為傳統(tǒng)化學(xué)被動(dòng)接受自然哲學(xué)和物理學(xué)方法的過(guò)程，跳出拉瓦錫、燃素論和化學(xué)數(shù)學(xué)化的敘事方式，轉(zhuǎn)而尋找特定化學(xué)概念的變化過(guò)程。

“親和力”(affinity)和“鹽”(salt)成為新的研究熱點(diǎn)。對(duì)于早期化學(xué)家來(lái)說(shuō)，尋找微粒或者元素的工作尚處于假想的階段，酸、堿、鹽卻是具體可操作、可辨識(shí)的實(shí)實(shí)在在的化學(xué)物質(zhì)。所以，這些科學(xué)史學(xué)家提出，早期化學(xué)家有關(guān)酸堿中和和金屬置換等過(guò)程的認(rèn)識(shí)中暗含著他們對(duì)化學(xué)反應(yīng)本身的基本認(rèn)識(shí)。經(jīng)由這些研究者的工作，歷史上一批化學(xué)家如翁貝格(Wilhelm Homberg， 1652—1715)、萊默里父子(Nicolas Le＇mery， 1645—1715; Louis Le＇mery 1677—1743)、布爾哈弗、魯埃勒、馬凱(Pierre Joseph Macquer， 1718—1784)等人開(kāi)始進(jìn)入人們的視野。

霍姆斯較早指出，化學(xué)作為一門(mén)學(xué)科，其發(fā)展過(guò)程并不限于幾個(gè)歷史人物頭腦中對(duì)于化學(xué)理論的建構(gòu)，而是“認(rèn)識(shí)、操作、組織、社會(huì)和文化等各個(gè)層面所形成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)”([16]， p. 126)。從這一觀點(diǎn)出發(fā)，他將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向拉瓦錫之前十分活躍且日漸成熟的鹽溶液研究以及硫酸和蘇打的工業(yè)生產(chǎn)，并提出應(yīng)注重“中鹽”(middle salt，即酸性物質(zhì)和堿性物質(zhì)中和的產(chǎn)物)這一化學(xué)概念的出現(xiàn)。

克萊因在霍姆斯的思路上更進(jìn)一步，在《“化合物”概念的起源》一文中分析了日夫魯瓦(Etienne-Fran?ois Geoffroy， 1672—1731)于1718年在巴黎科學(xué)院《論文集》(Memoires)上發(fā)表的《親和力表》(Table des rapports)。該表列出當(dāng)時(shí)化學(xué)家熟知的酸、堿、金屬等物質(zhì)，按照這些物質(zhì)之間的“親和力”(rapport)大小來(lái)排序，實(shí)質(zhì)上是給出了大量置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的可能性。例如：AB+C→A+BC，這一過(guò)程被解釋為A和B之間的親和力弱于B和C之間的親和力，因而三者之間發(fā)生了重新組合。繼日夫魯瓦之后，化學(xué)家不斷擴(kuò)充和修改《親和力表》。18世紀(jì)出現(xiàn)的類似表格有30多個(gè)，此類研究一直延續(xù)到拉瓦錫之后。

在傳統(tǒng)化學(xué)史中，《親和力表》僅僅被視為對(duì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的總結(jié)?！坝H和力”概念要么被看作是對(duì)牛頓有關(guān)物體之間作用力的簡(jiǎn)單套用，要么被看作對(duì)煉金術(shù)中“愛(ài)與憎”觀念的直接沿襲。但是，克萊因打破了這一點(diǎn)，論證指出《親和力表》暗含著三個(gè)基本概念：一，純化學(xué)物質(zhì)；二，分析和合成中的物質(zhì)守恒原理；三，物質(zhì)之間存在有規(guī)律的聯(lián)系。而這三個(gè)概念結(jié)合起來(lái)，便是化學(xué)反應(yīng)中“化合物”(chemical compound)的概念[17]。這樣一來(lái)，近代化學(xué)出現(xiàn)的歷史時(shí)段就被向前推至18世紀(jì)早期，而化學(xué)之父似乎也成為這位皇家花園的化學(xué)教授日夫魯瓦?？巳R因本人并未道明這一點(diǎn)，但是卻指出，由于“化合物”概念的三層意思不是來(lái)自機(jī)械論，而是來(lái)自16世紀(jì)的制藥和17世紀(jì)的冶金業(yè)，因此近代化學(xué)是否源自自然哲學(xué)的機(jī)械論值得商榷。

西格弗里德同樣強(qiáng)調(diào)要關(guān)注早期化學(xué)家對(duì)化學(xué)反應(yīng)本身的認(rèn)識(shí)，并指出：亞里士多德的元素理論預(yù)設(shè)變化是一種連續(xù)變化，即反應(yīng)物與產(chǎn)物是同質(zhì)而不是異質(zhì)的，而真正意義上的化學(xué)變化是生成異質(zhì)物，發(fā)生了一種物質(zhì)實(shí)在性的斷裂。他關(guān)注“化學(xué)合成”(chemical composition)概念的形成，將“化學(xué)合成”定義為兩方面含義：一，化學(xué)意義上“簡(jiǎn)單物質(zhì)”的存在。二，與傳統(tǒng)的“分析”概念(analysis)相對(duì)的“合成”(composition)概念。西格弗里德提出：拉瓦錫不過(guò)是化學(xué)開(kāi)始向這兩方面演變的起點(diǎn)，而道爾頓提出原子理論才是“化學(xué)合成”概念成熟的標(biāo)志([13]，pp.11—12)。換言之，該研究者用“去物理學(xué)”的研究方法得出了以物理學(xué)的物質(zhì)理論為中心而可簡(jiǎn)單推知的結(jié)論，即道爾頓是近代化學(xué)的奠基人。

新化學(xué)史學(xué)的集大成之作當(dāng)屬金(Kim)的《親和力：那抓不住的夢(mèng)》[18]。該著作以鹽化學(xué)的發(fā)展為線索，重新敘寫(xiě)從帕拉塞爾蘇斯到拉瓦錫的化學(xué)史，完全突破了傳統(tǒng)的拉瓦錫革命敘事。金的一個(gè)基本觀點(diǎn)是：化學(xué)分為哲學(xué)、理論和實(shí)踐三個(gè)層面，鹽化學(xué)作為化學(xué)理論將化學(xué)哲學(xué)和化學(xué)實(shí)踐聯(lián)系在一起，其出現(xiàn)和日臻完善才是近代化學(xué)產(chǎn)生的要素。

然而，新化學(xué)革命史在論證方面的弱點(diǎn)是明顯的。它一方面將研究對(duì)象向外拓展，增加了對(duì)大量化學(xué)實(shí)踐的描述，另一方面卻仍然堅(jiān)持尋找某些基本概念的微妙變化，這兩個(gè)研究目標(biāo)難以同時(shí)實(shí)現(xiàn)。霍姆斯、克萊因和金等人對(duì)于化學(xué)實(shí)踐的具體描述和對(duì)于基本概念變化的分析兩方面內(nèi)容只顯示出十分薄弱的聯(lián)系。他們雖然打破了傳統(tǒng)的拉瓦錫革命敘事，卻未找到足夠有說(shuō)服力的化學(xué)思想演變線索；他們?cè)趯?duì)拉瓦錫和其他化學(xué)家的評(píng)價(jià)方面顯示出公正的態(tài)度，可是卻沒(méi)有在各歷史人物之間建立起比時(shí)間線索更加緊密的聯(lián)系；他們強(qiáng)調(diào)化學(xué)作為一門(mén)科學(xué)分支的獨(dú)立性，可是展示給讀者的依然是該領(lǐng)域大量的實(shí)踐內(nèi)容和薄弱的理論建構(gòu)，這反倒印證了“化學(xué)更接近于一門(mén)技術(shù)”這一傳統(tǒng)印象。

3 早期化學(xué)家的難題與“火”概念

科學(xué)史學(xué)家的困難恰恰折射出歷史上科學(xué)家的困難。是暗含于科學(xué)史的矛盾和張力而不是具有確定性的知識(shí)累積、實(shí)驗(yàn)操作和理論表述提供了科學(xué)內(nèi)部根本性概念轉(zhuǎn)折的條件和背景。正是化學(xué)家前后不一致、含糊歧義的表述而不是他們傳遞給歷史學(xué)家言之鑿鑿的定論反映出這一深層的概念變化。要理解早期化學(xué)思想及其轉(zhuǎn)折，應(yīng)該從歷史上化學(xué)家的基本訴求和困難入手。

現(xiàn)代化學(xué)用物質(zhì)的內(nèi)部組成即分子、原子或者原子團(tuán)來(lái)命名一個(gè)化學(xué)物質(zhì)，但是早期化學(xué)中物質(zhì)的名稱來(lái)自于其原產(chǎn)地、歷史傳統(tǒng)、與其它有著更為明顯的公認(rèn)特征的物質(zhì)之間的聯(lián)系、制取方法或者物質(zhì)本身的表觀性質(zhì)。例如，“銻”一詞(拉丁文antimonium或者法文antimoine)是“殺死僧侶”(早期煉金術(shù)士很多是僧侶)或者“拒絕獨(dú)處”(未發(fā)現(xiàn)不呈合金態(tài))的意思?！傲蛉A”(Fleur de sulphur)便是以硫的結(jié)晶狀而得名?！八帷?acides)是因?yàn)獒尫懦鱿翊滓粯拥乃嵛抖妹八峋?esprits acides)指酸蒸餾后得到的揮發(fā)性產(chǎn)物。“油”指不溶于水、可燃、滑膩的油脂類物質(zhì)?！巴痢敝敢话惴磻?yīng)后的殘存物，如煅燒后的金屬渣或者蒸餾后的殘存物。早期化學(xué)家認(rèn)為“土”具有惰性，因而被反應(yīng)后殘存下來(lái)。“固定堿”(alcali fixe)指不具有揮發(fā)性、具有苦澀味一類鹽物質(zhì)。

由于物質(zhì)的表觀性質(zhì)往往不穩(wěn)定，早期化學(xué)家對(duì)物質(zhì)的鑒定與分類不容易達(dá)成一致的看法?；瘜W(xué)家很難在一個(gè)物質(zhì)變了還是沒(méi)變、此物質(zhì)非彼物質(zhì)這一根本性問(wèn)題上做出確定性的判斷。一個(gè)化學(xué)家可以僅僅從直覺(jué)判斷出發(fā)來(lái)選擇和公布他所認(rèn)為的最好成果。18世紀(jì)30年代，布爾哈弗任萊頓大學(xué)化學(xué)教授時(shí)，作題為《論化學(xué)如何清除其謬誤》的演講時(shí)便指出：由于化學(xué)家通過(guò)膚淺的觀察得出草率結(jié)論，化學(xué)界派系林立[19]。拉瓦錫也指出，化學(xué)要成為一門(mén)真正的科學(xué)，必須實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言、事實(shí)和思想三個(gè)層面的統(tǒng)一([4]， pp. xiii-xv)。

然而，從16世紀(jì)中期帕拉塞爾蘇斯派興起到18世紀(jì)80年代拉瓦錫的活躍豐產(chǎn)時(shí)期，化學(xué)恰恰經(jīng)歷了一個(gè)不斷尋求其知識(shí)的合理性和合法性的過(guò)程。帕拉塞爾蘇斯醫(yī)藥化學(xué)派倡導(dǎo)“化學(xué)化的哲學(xué)”(chemical philosophy)，在濃重的宗教色彩掩映之下將化學(xué)的認(rèn)識(shí)意義帶入歐洲知識(shí)界。波義耳提倡“哲學(xué)化的化學(xué)”(philosophical chemistry)，主張用微粒哲學(xué)改造化學(xué)，令其真正成為自然哲學(xué)的分支。18世紀(jì)的化學(xué)家受到波義耳的微粒哲學(xué)和笛卡爾“統(tǒng)一科學(xué)”思想的共同影響，努力將化學(xué)知識(shí)變成與物理學(xué)和天文學(xué)一樣具有確定性的知識(shí)。但是與此同時(shí)，他們也強(qiáng)調(diào)化學(xué)的“自治”。18世紀(jì)的化學(xué)家一改從前粗笨的作坊工人和古怪的煉金術(shù)士一類不佳形象，躍居知識(shí)金字塔的頂端，變成令人尊敬的科學(xué)院院士、大學(xué)教授或皇家醫(yī)生。他們一方面要借助物理學(xué)的成功，在物質(zhì)理論方面與物理學(xué)分享確定性，另一方面則要表明：他們能夠理解化學(xué)過(guò)程區(qū)別于物理過(guò)程的本質(zhì)、能夠回答變與不變和變成什么這類問(wèn)題。

這樣一來(lái)，用表觀性質(zhì)解決變與不變問(wèn)題的方式與尋求理解化學(xué)反應(yīng)本身的訴求構(gòu)成了早期化學(xué)中“理想與現(xiàn)實(shí)的矛盾”。這一矛盾反映為早期化學(xué)家不斷尋求但卻始終難于得到一個(gè)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的明晰、一以貫之的基本理解圖式。早期化學(xué)家從三個(gè)不同的維度來(lái)理解化學(xué)變化過(guò)程[20]。第一，傳統(tǒng)的亞里士多德四元素和帕拉塞爾蘇斯三基質(zhì)以及經(jīng)過(guò)改造的18世紀(jì)早期的五基質(zhì)；第二，組成物質(zhì)的最小單位即微粒；第三類是酸、堿、鹽溶液和親和力。

由于一個(gè)明晰的、一以貫之的化學(xué)反應(yīng)基本圖式既是早期化學(xué)家的訴求卻又求而不得、隱而不現(xiàn)，研究早期化學(xué)應(yīng)著眼于一個(gè)新的考察框架和概念工具。早期化學(xué)家理解化學(xué)反應(yīng)的不同層面即四元素或者三基質(zhì)、微粒、酸堿鹽溶液盡管呈現(xiàn)分裂的狀況，但是卻都暗示出化學(xué)反應(yīng)基本圖式的兩個(gè)基本要素：物質(zhì)體系和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制。其中，物質(zhì)體系可以分為兩個(gè)領(lǐng)域：基礎(chǔ)物質(zhì)和由基礎(chǔ)物質(zhì)組成的普通物質(zhì)?；瘜W(xué)反應(yīng)機(jī)制可以分為三個(gè)方面：動(dòng)因、反應(yīng)條件、反應(yīng)方式。對(duì)于一個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，反應(yīng)物、生成物、動(dòng)因、反應(yīng)條件和反應(yīng)方式這幾個(gè)基本要素構(gòu)成了化學(xué)家理解它的基本圖式。對(duì)于早期化學(xué)家來(lái)說(shuō)，若要建立化學(xué)知識(shí)的合理性和合法性，則須建立嚴(yán)整的物質(zhì)體系，同時(shí)還需要對(duì)化學(xué)反應(yīng)機(jī)制進(jìn)行明確而前后一致的說(shuō)明?；瘜W(xué)家要對(duì)于一個(gè)特定的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行正確的說(shuō)明，意味他要對(duì)反應(yīng)物、生成物、動(dòng)因、反應(yīng)條件和反應(yīng)方式幾個(gè)要素之間建構(gòu)起來(lái)一種穩(wěn)固的關(guān)系。這一穩(wěn)固關(guān)系是化學(xué)理論確定性的來(lái)源。

與現(xiàn)代化學(xué)相比，早期化學(xué)家的化學(xué)反應(yīng)圖式中幾個(gè)要素相互提供合理性的傾向更加明顯。例如，在早期化學(xué)課本中，“化學(xué)工具”部分是與物質(zhì)體系(通常分為植物和動(dòng)物物質(zhì)、礦物和金屬，后來(lái)包括酸、堿、鹽部分)并立的一部分內(nèi)容。早期化學(xué)家的“化學(xué)工具”概念包含有“化學(xué)動(dòng)因”和“反應(yīng)條件”兩方面意思。這一事實(shí)暗示出早期化學(xué)家意識(shí)到單憑物質(zhì)理論是不夠的，只有建立起包括物質(zhì)體系和動(dòng)因在內(nèi)的一些列要素的穩(wěn)固聯(lián)系，才能保證化學(xué)知識(shí)的合法性和確定性。恰恰由于早期化學(xué)家在無(wú)法深入物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)而建立物質(zhì)命名和分類體系、在實(shí)驗(yàn)中無(wú)法找到基礎(chǔ)物質(zhì)、無(wú)法通過(guò)表觀性質(zhì)變化，所以需要通過(guò)對(duì)變化的動(dòng)因和條件的說(shuō)明來(lái)支持他們有關(guān)特定反應(yīng)物生成特定產(chǎn)物的說(shuō)明。

無(wú)論傳統(tǒng)編史學(xué)還是新編史學(xué)綱領(lǐng)都已經(jīng)對(duì)化學(xué)基礎(chǔ)物質(zhì)的概念和化學(xué)物質(zhì)體系的建立過(guò)程進(jìn)行了大量的研究，而對(duì)于化學(xué)反應(yīng)機(jī)制、化學(xué)工具、動(dòng)因與條件、反應(yīng)方式的關(guān)注較少。然而實(shí)際上，后者不僅僅是化學(xué)家進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)操作的歷史現(xiàn)實(shí)條件，更是化學(xué)家對(duì)于化學(xué)反應(yīng)過(guò)程本身的基本理解的重要組成部分。因此，理解早期化學(xué)思想及其轉(zhuǎn)折，應(yīng)尋找與后者有關(guān)的新概念工具。

其中，“火是令變化反應(yīng)發(fā)生的動(dòng)因”便是這類有價(jià)值的概念工具之一。

科學(xué)史學(xué)家對(duì)于“火”這一概念的價(jià)值評(píng)估往往局限于歷史人物對(duì)燃燒現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)或者歷史上圍繞燃素的物質(zhì)實(shí)在性的爭(zhēng)論。但是實(shí)際上，“火”概念的影響不限于化學(xué)史，在化學(xué)史上的影響也不限于燃素論?！盎稹边@一特定概念貫穿于廣闊而漫長(zhǎng)的思想史，在古典哲學(xué)、基督神學(xué)、科學(xué)革命以及啟蒙運(yùn)動(dòng)等不同階段都被賦予特殊的認(rèn)識(shí)意義，例證并影響了這些特定的思想情境。近代早期以來(lái)，火的認(rèn)識(shí)意義更為實(shí)在地反映為早期科學(xué)人頭腦里新舊觀念交替的困頓與矛盾之中。繼承傳統(tǒng)“火”概念的各個(gè)分支學(xué)科在基本理論形成之初都曾發(fā)生過(guò)圍繞“火”問(wèn)題的爭(zhēng)論。“火”作為一個(gè)傳統(tǒng)的哲學(xué)概念攜帶著一些傳統(tǒng)的預(yù)設(shè)而進(jìn)入早期各個(gè)分支學(xué)科遠(yuǎn)未成熟的概念框架，塑造并標(biāo)識(shí)出基本概念框架的形成過(guò)程。而這一互動(dòng)過(guò)程絕不是經(jīng)驗(yàn)事實(shí)累積而推翻原有預(yù)設(shè)那么簡(jiǎn)單，早期的科學(xué)人對(duì)于觀察和事實(shí)的模糊界限保持著甚至高于今天的警覺(jué)性，他們?cè)诮邮芙y(tǒng)一的概念框架之時(shí)顯得矛盾重重、取舍不定。尤其是在拉瓦錫之前的化學(xué)中，“火”問(wèn)題引發(fā)的研究興趣和理論矛盾同時(shí)凸顯出來(lái)。

在近代化學(xué)形成的過(guò)程中，化學(xué)家除了解釋燃燒現(xiàn)象和尋找燃素之外，還研究火的動(dòng)因作用。與其它接管“火”概念的分支學(xué)科不同，化學(xué)自古以來(lái)便是“火的技術(shù)”(pyrotechnia)[21]。從古代到至少18世紀(jì)中期之前，蒸餾、燃燒、煅燒和發(fā)酵等火分析方法主宰著化學(xué)的實(shí)踐領(lǐng)域，占據(jù)了化學(xué)實(shí)踐者的幾乎全部視覺(jué)體驗(yàn)。但是，長(zhǎng)時(shí)間以來(lái)，“火引發(fā)化學(xué)變化”，這只是化學(xué)操作者熟視無(wú)睹的一個(gè)實(shí)驗(yàn)情境，并不是化學(xué)家要建構(gòu)化學(xué)理論時(shí)所必需闡明的一個(gè)理論概念，或者在化學(xué)操作者的觀念中至多存在著一個(gè)高度形象化、具有神性的火。

然而，自16世紀(jì)帕拉塞爾蘇斯醫(yī)藥化學(xué)派興起至18世紀(jì)最后四分之一世紀(jì)拉瓦錫掀起化學(xué)革命這一歷史時(shí)期，“火引發(fā)物質(zhì)變化”這一觀念開(kāi)始成為化學(xué)家研究、發(fā)表、宣講和爭(zhēng)論的一個(gè)問(wèn)題。早在波義耳之前、當(dāng)16、17世紀(jì)化學(xué)尚未從醫(yī)學(xué)、制藥業(yè)種分化出來(lái)之時(shí)，圍繞這一觀念的廣泛而激烈的爭(zhēng)論已經(jīng)發(fā)生。波義耳在《懷疑的化學(xué)家》中用相當(dāng)一部分篇幅回應(yīng)了這一爭(zhēng)論。翁貝格、萊默里父子、布爾哈弗、馬凱等人都有關(guān)于這一問(wèn)題的論述或者專著。包括拉瓦錫在內(nèi)的幾乎所有化學(xué)家都承認(rèn)火有兩種特性或者存在兩種火，即火作為動(dòng)因引發(fā)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程和火作為物質(zhì)參與化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。在他們構(gòu)建化學(xué)理論的努力中，包含著對(duì)于兩者同時(shí)的理性化。

曾經(jīng)被視而不見(jiàn)或者高度神化的火動(dòng)因變成一個(gè)需要被研究的問(wèn)題，這是一個(gè)值得關(guān)注的歷史現(xiàn)象。如果考慮拉瓦錫之前化學(xué)家建立其知識(shí)體系合理性和合法性的需要，則可以發(fā)現(xiàn)，火作為化學(xué)動(dòng)因在物質(zhì)體系尚不成熟的條件下幫助穩(wěn)固化學(xué)家頭腦中理解化學(xué)反應(yīng)本身的基本圖式。

另外，對(duì)火的物質(zhì)實(shí)在性和動(dòng)因作用的認(rèn)識(shí)在拉瓦錫之前化學(xué)中顯示出一種張力。“火”作為一種元素從亞里士多德開(kāi)始便具有物質(zhì)性。亞里士多德指出，火是熱與干兩種性質(zhì)結(jié)合的有形物質(zhì)體現(xiàn)，盡管這里的火元素并不是真正具體、有形的如火焰狀的東西。但是只有在早期化學(xué)興起之后，火作為一種化學(xué)物質(zhì)的意義才逐漸顯示出來(lái)，即通過(guò)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程與其它物質(zhì)發(fā)生聯(lián)系、相互轉(zhuǎn)化。例如，根據(jù)帕拉塞爾蘇斯派的物質(zhì)理論，“硫”是令物質(zhì)具有可燃性質(zhì)的基礎(chǔ)物質(zhì)，即普通物質(zhì)分解后它所含有的硫基質(zhì)表達(dá)出來(lái)。盡管帕拉塞爾蘇斯派的“硫”還不是具體、有形的物質(zhì)內(nèi)部組分，而是半精神、半物質(zhì)的“基質(zhì)”，但是普通物質(zhì)與硫基質(zhì)通過(guò)反應(yīng)變化過(guò)程聯(lián)系在一起這一觀念得到承認(rèn)的。再例如，在日夫魯瓦1718年的《親和力》表中，“油基質(zhì)或者硫基質(zhì)”(principe huileux ou soufre principe)是一種可以得到實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的與其它不同物質(zhì)具有不同的親和力的實(shí)在物質(zhì)[22]。由于對(duì)火物質(zhì)的研究已經(jīng)比較充分，可以為對(duì)火的“動(dòng)因”含義的研究提供資源。反過(guò)來(lái)，對(duì)后者的研究也必將拓寬對(duì)前者的既有研究所設(shè)定的歷史視野。

火是一種運(yùn)動(dòng)變化的基質(zhì)，這一觀念自古有之。火的特殊的“動(dòng)因”意義與歷史上“火”概念所承載的神性意義聯(lián)系在一起?；鸬纳裥缘南庖话惚粴w因于近代早期的自然哲學(xué)。但是，傳統(tǒng)哲學(xué)中的“火”概念的“動(dòng)因”意義在早期化學(xué)中并沒(méi)有消失。相反，由于化學(xué)家建立一個(gè)化學(xué)反應(yīng)圖式的需要，這樣一個(gè)動(dòng)因的要素在化學(xué)家的工作與表達(dá)中得到了突出。特別是在物質(zhì)體系不成熟的前提下，化學(xué)說(shuō)明中需要用動(dòng)因這一要素來(lái)保證特定的反應(yīng)物生成特定的產(chǎn)物并確定反應(yīng)的方向，這一傾向在化學(xué)家的陳述中十分明顯地表現(xiàn)出來(lái)。例如，帕拉塞爾蘇斯醫(yī)藥化學(xué)派提出火令所有的物質(zhì)分解還原為三種基質(zhì)?；A(chǔ)物質(zhì)是尋而未見(jiàn)的，而火這種特殊動(dòng)因的使用保證了反應(yīng)物是三種基質(zhì)(至少是三種基質(zhì)的表達(dá)形式)這一結(jié)論的合理性。

火的物質(zhì)實(shí)在性和火的特殊動(dòng)因意義這兩個(gè)主題交織在一起，同時(shí)出現(xiàn)在拉瓦錫之前的眾多有影響的化學(xué)家的著述中。例如，翁貝格進(jìn)行透火鏡煅燒金屬實(shí)驗(yàn)，試圖因此找到組成物質(zhì)的最小微粒[23]。但是同時(shí)他又提出，令金屬增重的原因是穿過(guò)火鏡、與原來(lái)金屬結(jié)合在一起的火物質(zhì)。再例如，當(dāng)化學(xué)吸納了微粒哲學(xué)之后，火是一種極其精微的粒子幾乎是所有化學(xué)家都承認(rèn)的論斷。那么，既然精微到可以穿透一切物質(zhì)的孔隙，又如何對(duì)其它一般物質(zhì)發(fā)生作用？翁貝格、萊默里、布爾哈弗都試圖建構(gòu)一個(gè)合理的火作用于其它一般物質(zhì)的機(jī)制。還有，拉瓦錫之前魯埃勒的元素-工具理論也令火的兩重意義構(gòu)成一種張力關(guān)系。如果詳加分析這兩個(gè)主題分別在某一位化學(xué)家的具體工作中的份量和意義，便可能理解“火”概念在一個(gè)日漸明晰的化學(xué)反應(yīng)圖式中所扮演的角色。若將多位化學(xué)家的“火”概念關(guān)聯(lián)起來(lái)，可以從多層面、深層次理解早期化學(xué)思想的變遷，為重述化學(xué)革命提供一個(gè)新的視角。

綜上所述，圍繞近代化學(xué)之父系何人的問(wèn)題，經(jīng)典拉瓦錫革命敘事和新化學(xué)革命史各執(zhí)一詞、莫衷一是，構(gòu)成有關(guān)近代化學(xué)起源問(wèn)題的有趣爭(zhēng)論?！盎鹗橇罘磻?yīng)發(fā)生的動(dòng)因”等一類概念有可能加入這一爭(zhēng)論，提供對(duì)早期化學(xué)思想及其轉(zhuǎn)折點(diǎn)的深入理解。無(wú)論爭(zhēng)論的結(jié)果如何，未來(lái)研究化學(xué)革命的方向都將是首先承認(rèn)化學(xué)這一學(xué)科的特殊性和多樣性。