概念的形成：蜜蜂式

吳以義

培根從方法論的角度探討了三種理解自然的方式：螞蟻式、蜘蛛式和蜜蜂式。真正的哲學(xué)家應(yīng)該像蜜蜂一樣，從花朵上采集花粉，消化這些原料，然后釀成香甜的蜜。

1859年，達(dá)爾文（左）以“物競(jìng)天擇”為核心概念的《物種起源》出版，“進(jìn)化”概念進(jìn)入了一般公眾的視野。1869年，俄國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)宣讀了門捷列夫（右）的論文，“周期律”的概念就此形成

19世紀(jì)最引人注目的兩個(gè)科學(xué)成就，以其各自發(fā)表的時(shí)間來(lái)說(shuō)，前后相差幾乎僅僅10年，而醞釀，討論，從雜蕪的事實(shí)材料發(fā)展到深刻的概念，則各自經(jīng)歷了幾十年的過(guò)程。博收遠(yuǎn)紹，錘煉精致，這或者就是培根所謂的概念體系的“蜜蜂式”構(gòu)造方式。

進(jìn)化概念的形成

先是，達(dá)爾文作為“自然學(xué)者”參加了英國(guó)海軍對(duì)南美和南太平洋的考察，他后來(lái)說(shuō)這是決定他一輩子學(xué)術(shù)走向的“最最重要的”一段經(jīng)歷。在長(zhǎng)達(dá)近5年的航行中，他對(duì)所經(jīng)過(guò)的島嶼海岸的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和生物形態(tài)作了極為細(xì)致的觀察和數(shù)量驚人的記錄，制作標(biāo)本，收集資料，不斷地寄往劍橋的研究中心，與當(dāng)時(shí)英國(guó)自然研究的領(lǐng)軍人物保持著密切的接觸。他本來(lái)就深深服膺于萊爾的地層變化學(xué)說(shuō)，這一考察更使他漸漸產(chǎn)生了物種變遷，乃至“無(wú)限離開(kāi)原型”的概念。但是“為什么物種會(huì)變化”，或者物種變遷的原因和動(dòng)力何在，則整整困擾了他15個(gè)月，直到1838年10月，他“為了消遣”閱讀了馬爾薩斯關(guān)于人口數(shù)量和維持人的生命所需要的食物數(shù)量的平衡關(guān)系的論述，得到直接的啟發(fā)。原來(lái)過(guò)度繁殖造成了生活資源的短缺，這就導(dǎo)致了個(gè)體為爭(zhēng)奪這些對(duì)于生存必需資源的斗爭(zhēng)，而在這種競(jìng)爭(zhēng)中，個(gè)體形狀的微小差異對(duì)結(jié)果可能發(fā)生決定性的影響。這種在競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)的微小差異經(jīng)過(guò)自然淘汰被肯定下來(lái)，通過(guò)世代遺傳被擴(kuò)大，直至“無(wú)限離開(kāi)原型”從而形成新的物種。1859年，在無(wú)數(shù)事實(shí)例證的支持下，以“物競(jìng)天擇”為核心概念的《物種起源》出版，“進(jìn)化”概念進(jìn)入了一般公眾的視野。

元素周期律

后10年，1869年3月，俄國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)宣讀了門捷列夫的論文“按照原子量和化學(xué)親和力建立一種元素系統(tǒng)的試嘗”，這就是后來(lái)為人所熟知的“周期律”。當(dāng)時(shí)已知的元素有63種，性質(zhì)各異，但有些元素在化學(xué)性質(zhì)上更為相近，如氟氯溴碘，似乎自成一組，也是不爭(zhēng)的事實(shí)。英國(guó)人紐蘭德，德國(guó)人梅耶爾，都曾嘗試以此對(duì)元素分類，但其中規(guī)律若有若無(wú)，如捕風(fēng)系影，令人難以琢磨。門捷列夫最初追隨法國(guó)人格爾哈特，按化合價(jià)分類劃分元素組，如一價(jià)的鋰、鈉、鉀、銣、銫顯然形成一組。是年3月1日，門氏又注意到，這些元素的原子量有規(guī)律地遞增且穩(wěn)定不變，這就更突出了其作為主要參數(shù)的地位，理論也相應(yīng)修正為“元素性質(zhì)和原子量的關(guān)系”。一旦諸多元素以此原子量為主要參數(shù)排列，化學(xué)性質(zhì)的周期性即自然呈現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)這種周期性，門氏又反過(guò)來(lái)修正了若干個(gè)元素的原子量及其在周期表中的位置，以使周期律能兼顧各個(gè)元素的化學(xué)性質(zhì)。他為此甚至在元素排列中留出空格，并預(yù)言了這些“理應(yīng)在此”但尚不為人知的元素的性質(zhì)，使得周期律更臻嚴(yán)整完備。4年后，法國(guó)人列科爾發(fā)現(xiàn)元素鎵，并幾乎立即確定這就是門捷列夫預(yù)言的幽靈元素“埃卡鋁”。盡管“有言在先”，門氏預(yù)言的準(zhǔn)確性仍引起了相當(dāng)?shù)恼饎?dòng)，“周期律”的概念由是確立。

漸進(jìn)累積到歸納推理

進(jìn)化論和周期律，毫無(wú)疑問(wèn)無(wú)愧于“革命”之名，卻都不出現(xiàn)于“反常、危機(jī)”之時(shí)，也不能納入庫(kù)恩的“反常-危機(jī)-改變規(guī)范的革命-常規(guī)科學(xué)”的模式，反而表現(xiàn)為一種更近于惠爾的“漸進(jìn)累積到歸納推理”的認(rèn)識(shí)過(guò)程。19世紀(jì)60年代，歐陸各國(guó)工業(yè)化漸次完成，使得大規(guī)模地收集資料既為可能，也為必要。達(dá)爾文的環(huán)球考察肇始于海軍對(duì)于水文資料的需求；大量元素的發(fā)現(xiàn)，則得益于戴維的電化學(xué)和本生的光譜分析術(shù)。由此得到的海量的事實(shí)材料，是進(jìn)化論和周期律的必不可少的基礎(chǔ)。

但是如此大量的資料也為研究構(gòu)成了問(wèn)題。達(dá)爾文當(dāng)時(shí)面對(duì)的生物地層，形態(tài)各異，光怪陸離。作為進(jìn)化論的基礎(chǔ)和例證的筆記和研究報(bào)告，多達(dá)好幾十冊(cè)。門捷列夫要處理的63種元素及其化合物，五光十色，紛然雜陳，要考慮照顧的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，何止百千。他們的困難，如福爾摩斯在《海軍協(xié)定》里說(shuō)的，不是沒(méi)有線索，而是事實(shí)材料過(guò)多，紛繁雜亂，令人無(wú)法分辨主次，使人無(wú)所適從。對(duì)達(dá)爾文來(lái)說(shuō)，是細(xì)微的個(gè)體差異在生存競(jìng)爭(zhēng)中的決定性作用；對(duì)門捷列夫而言，是原子量而不是令人眼花繚亂的化學(xué)性質(zhì)，帶領(lǐng)他們走出迷宮的路標(biāo)、構(gòu)造理論的主要線索。

培根認(rèn)為真正的哲學(xué)家應(yīng)該像蜜蜂一樣，從花朵上采集花粉，消化這些原料，然后釀成香甜的蜜

從理論驗(yàn)證上說(shuō)，門捷列夫比達(dá)爾文幸運(yùn)：鎵的發(fā)現(xiàn)補(bǔ)足了“觀察-假說(shuō)-驗(yàn)證”認(rèn)識(shí)模式的最后一環(huán)，1875年以降，周期律即成了科學(xué)界的共識(shí)，研究的出發(fā)點(diǎn)。進(jìn)化論的理論結(jié)構(gòu)則不同于周期律。在當(dāng)時(shí)尚無(wú)精密科學(xué)手段為化石斷代的情況下，以化石的空間分布倒推出生物演化的時(shí)間序列，需要高深的地質(zhì)學(xué)生物學(xué)的知識(shí)；而結(jié)論賴以建立的有限的觀察資料，不管多么豐富，從認(rèn)識(shí)論上看，也還不能歸入“假說(shuō)驗(yàn)證”模式，終究是一種歸納推理的結(jié)論。盡管先達(dá)爾文20年有惠爾的大力鼓噪，要理解這種論證方式，需要有對(duì)例證的沉著比對(duì)和對(duì)推理的細(xì)致分析。加之進(jìn)化論所討論的，直指基督教教義的核心，是西洋文化百千年來(lái)所認(rèn)定的、不可討論的主題。這個(gè)理論在向非科學(xué)人群傳播時(shí)所面臨的困難，在科學(xué)史上，或者只有日心學(xué)說(shuō)差強(qiáng)可比；而以一般民眾的反應(yīng)論，甚至更有過(guò)之，直至60多年以后還有“斯庫(kù)比案”。種種質(zhì)疑詰難，對(duì)于“缺失環(huán)節(jié)”的尋求至今不息，則似乎是進(jìn)化論獨(dú)自面對(duì)的問(wèn)題了。