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實證主義與化學

至少從出現(xiàn)哲學探究的書面記載開始，一直挑戰(zhàn)人類的一個大的哲學問題就是：我們可以知道什么？這個問題包含兩部分：一個是本體論，另一個是認識論。本體論問題是指到底有什么需要知道，世界是由什么構成的，認識論問題是指構成世界的事物中我們可以知道的有哪些。當然，這兩個問題是緊密相關的，因為哲學家們被他們的認知模式束縛在世界由什么構成這個本體論思維中，不管認知模式是通過神的啟示還是通過科學的經驗主義。

抽象與具體的化學元素概念

巴舍拉曾經宣稱，化學正在演變成一門事實越來越少而作用越來越多的科學，但是他沒有考慮到儀器技術的全部虛擬性潛力，化學家們可以通過先進儀器深入考察物質實體的微觀結構。威廉·布拉格（William Bragg）在1910年代發(fā)明的X－射線衍射技術為探索隱藏的原子和分子的結構世界打開了一扇窗口。利用這個技術，現(xiàn)在有可能“看到”或者說至少能推演出物質的微觀結構，以及在某些可測量的物質宏觀性質與其微觀結構之間建立聯(lián)系。但是，這種能夠觸及物質微觀構成的技術創(chuàng)新也沒有宣布元素說的終結或者說化學的滅亡。

化學還原至量子力學的質疑

物理學家們野心勃勃地想要把所有化學現(xiàn)象還原至原子的量子力學。理由非常容易理解。原則上，化學范疇完全限定于薛定諤方程描述的電子分布中。有了已確立的原理，化學剩下的就是細節(jié)問題了。縱然只知道像氫和氦這樣只有一個或兩個電子的簡單原子的薛定諤方程的精確解，但是物理學家們仍然有理由認為，隨著數(shù)學工具技術的提高特別是數(shù)字時代帶來的計算能力的極大提高，所有其他元素和化合物的近似解將越來越接近真值。因此，原則上講，化學至少可以從量子力學中推演出來。

作為物理與化學界定的物質品質特質

我們現(xiàn)在嘗試找到將“物理學精神”與“化學精神”分離開來的真正分割點。然而，分割不關乎原子論這種事情，原子論可以理解為假定存在真空和離散物質單元的一種理論。事實上，原子論所隱含的物質的不連續(xù)性與化學結合現(xiàn)象的解釋如此契合，以至于倍比定律和定比定律成為19世紀支持采納化學原子論的一個關鍵論據(jù)。

化學與物理學的本體論

直到18世紀，“物理學”一詞（來自希臘單詞phusis，主要強調的是大自然的本質）仍然指的是除數(shù)學之外的整個自然科學領域。因此，化學僅僅是物理學中的一個特定范疇。然而，轉變物質的技藝與科學遵循了一個獨特的路徑。隨著中世紀煉金術理論與實踐的發(fā)展，轉變物質的技藝與科學被賦予了一個不同的形象。

化學與物理學

很顯然，嘗試用量子理論來解釋化學的方法只能隨著量子力學在20世紀的發(fā)展而出現(xiàn)，但是這種還原論方法的歷史卻由來已久。一般而言，還原論是指這樣一種觀點，即一門科學，比如化學，可以還原至更加”基礎性的”科學，對于化學而言，這種所謂的基礎科學即是物理學。

原子與元素概念的長期并存

雖然我們有理由說現(xiàn)代化學不是亞里士多德哲學的直接傳承，但是皮埃爾·迪昂認為是，所以我們有必要花點時間來檢驗他對這個問題的推理。迪昂的化學思想發(fā)表在《混合體和化學組合物》（The Mixt and Chemical Combination）一書中，一本書名聽起來很過時的書，特別是與他撰寫的書名為《物理理論的目標與結構》（The Aim and Structure of Physical Theory）的物理學著作相比較時，就更顯得過時了。

施塔爾化學觀與拉瓦錫化學觀

18世紀初，在把化學領域從物理學版圖中劃分出來的嘗試中，格奧爾·厄恩斯特·施塔爾應用了亞里士多德關于真正混合體與表觀混合體之間的劃分法。雖然機械物理學可以解釋“聚集物”現(xiàn)象，但只有化學能夠解答“混合物”問題。聚集作用是組成單元的并存，可以從機械力學方面理解，比如質量和運動，但是混合是涉及親和力個體要素之間的結合。

亞里士多德四元素理論與現(xiàn)代化學的...

亞里土多德四元素理論的兩個特征似乎在一定程度上支持它與現(xiàn)代化學之間的連續(xù)性。首先，四元素理論的多元化特征表明，我們可以將多樣化的自然現(xiàn)象簡化到幾個不可再簡化卻可以區(qū)分的實體，但是不存在普適的唯一類型的物質。然而，我們在宏觀水平觀察到的現(xiàn)象仍然可以通過若干終極元素的混合獲得解釋。

元素論和原子論

如同元素學說一樣，原子理論的首次闡述發(fā)生在古老的希臘，遠在化學成為現(xiàn)代這種形式之前。當時化學無疑已經累積了相當多的化學反應的實踐知識（特別是物質的有用轉變的相關知識），但是這些知識主要是與技能相關的默認知識及隱性知識，掌握知識的人僅局限于從事染色或者冶金等化學藝術的實踐者們。