(09)科技之谜-第4章
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在古希腊，这两种观点之间曾进行过激烈的论战。无限分割论，有日常
的经验为依据，容易站住脚。因为，只要回答可以无限分割下去就行了。然
而，要是分割有限度，那么，最小的单位是多小，又是什么样子，是什么样
的运动方式？这些疑问必须予以回答。然而，这样一来，就得考虑各种各样
的条件，并对各种现象进行广泛、深入而具体的解释。
据说，最先提出原子论的是公元前五世纪的莱乌克坡斯，将这个理论系
统化的是德谟克利特（公元前470～400年）。他认为，原子极小而硬，无色、
无味、无臭，大小、形状和重量因物质的不同而异。宇宙是一个巨大的真空，
无数的原子在其中不断地作不规则的运动。这些原子组合、分离便产生所有
物体，并使之变化和流动。
可以说，这种原子论构成了希腊自然哲学的最后的顶峰。原子论是研究
起源的，即向水 （泰勒斯）、空气（阿拉克西米尼）、火（赫拉克利特）、
土四种元素（恩培多克勒）寻求物质的基础的。
但是，希腊哲学的主流支持无限分割论，对原子论发起了总攻。特别是
想通过否定真空的存在，集中力量摧毁原子论的基础。“自然不欢迎真空”
是他们的口号。亚里士多德坚持认为：“在真空中所有的物体应该以同样的
速度运动，然而这是不可能的。因此，真空并不存在。”原子论虽然得到了
伊壁鸠鲁派等少数派的支持，但由于有亚里士多德这位权威，其后，在欧洲
一直受到忽视。
但是，到16世纪，由于托里拆利、巴斯卡、格里克等人的努力，证实了
真空的存在，原子论重新抬头。到牛顿时代，大多数物理学者都相信了原子
论。到19世纪初，道尔顿进而将它引入化学领域，建立了今天的牢固阵地。
光是粒子还是波
系统提出欧几里得几何学的欧几里得还就光学问题写了一本出色的书。
他说，物体所以能看见，是因为眼睛发出的光射到物体上的结果。但后来证
明，情况却相反，人们逐渐认识到，光线是独立于眼而单独存在的东西，由
于光线进入眼睛刺激视网膜，才看见了东西。
那么，光是什么呢？在弄清光的直射、反射和折射等现象，以及光速有
限的事实后，才知道光是在空间运动的一种什么东西。这里出现了微粒子论
和波动论两种说法。这两种说法对立，长期争论不休，各有胜负。
波动论的先驱者是英国的罗伯特·胡克（1635～1703年），但最先将它
系统化的是荷兰的惠更斯（1629～1695年）。惠更斯认为，光是充满宇宙的
光介质的波动，关于光波的传动方法，叫做所谓的惠更斯原理。他虽然运用
这个理论很好地说明了光的折射和波动，但没能充分地说明光的直射。此外，
也没能充分地说明1669年发现的冰州石的双折射，这是因为他把光看成是纵
波 （介质的振动方向同波的前进方向一致）的缘故。
对此，伊萨克·牛顿（1642～1727年）采取了粒子论的立场。其主要原
因是因为他认为波动论不能很好地说明光的直射。粒子论也能够充分说明反
射和折射的规律，但得出的结论与波动论恰恰相反，波动论认为光的速度在
折射率高的介质中会变快。不过，一部分现象单靠粒子论是不能圆满解释的，
于是在无可奈何的情况下，他假定存在着一种周期性的性质。
在物理学上，牛顿是绝对的权威，因此，在他死后大约100年，粒子论
甚嚣尘上，而波动论则被人们遗忘了。
波动论的复活是由于英国的托马斯·扬（1773～1829年）和法国的奥古
斯丁·菲涅尔（1788～1827年）努力的结果。两人同惠更斯相反，认为光是
横波 （介质的振动方向同光波的前进方向成直角），用这种理论完全可以说
明光的干涉、反射和偏转等现象，而且，由于光波的波长极短，也可以说明
直射性。粒子论对解释上述各种现象无能为力。1850年，傅科证明：光在水
中的速度比在空气中要慢。这成了一个致命伤。
但是，到20世纪，相继发现的光电效应和康普顿效应等不把光看成粒子
就不能解释现象。
今天，由于有了量子力学，根据实验的不同，光有时显示出波动的性质，
有时又显示出粒子的性质，这两种解释方法都有道理，不分上下。
谁先发现微积分
围绕着是谁发现了微积分的争论，出现了科学史上从未有过的激烈而又
长期的争论。但是，挑起争端，甚至发展成说是剽窃的，不是当事者，而是
有关的人。
首先，请看看有关事实吧！据伊萨克·牛顿（1642～1727年）自己说，
微积分是偶然在1666年发现的。那年他为躲避伦敦广为流行的鼠疫而回到故
乡。但是，正式发表整个微积分体系是在70年之后，即在他去世后的1736
年。他的主要著作《自然哲学的数学原理》（1686年出版）中也没有谈及微
积分。但是，他在1669年前后，曾向两三个知己透露过微积分的梗概。
莱布尼茨（1646～1716年）同牛顿之间的通信始于1676年。在牛顿的
最初来信中，有“6acc……4s9tl2vx”这样一些不知什么意思的符号。这是
当时流行的文字游戏（字谜），如果把它们很好地排列起来，在拉丁语里就
成了：“在列出包括任何数的流量（变数）的方程式时，需要找出其流率（微
分系数），以及相反的流率。”
第二年，1677年，莱布尼茨给牛顿写了回信。在这封回信中，莱布尼茨
用dx、dy等符号明确地叙述了他思考出的微分方法。在这之前的字谜中是否
透露过微积分的秘密呢？这成了以后争论的焦点。
1684年，莱布尼茨公布了自己的方法。当时，两人关系还好。争论始于
1699年。对莱布尼茨怀有敌意的瑞士数学家德·迪耶在皇家学会上发表论文
说，莱布尼茨的微积分是剽窃牛顿的成果。
莱布尼茨对此提出了抗议，但他过于轻率，于1705年发表了暗示牛顿才
是剽窃他人成果的文章。这引起了奥克斯福德大学教授约翰·基尔的愤怒，
他强烈地谴责说：莱布尼茨才是剽窃者。
莱布尼茨要求皇家学会取消基尔的发言。然而，当时的学会会长正是牛
顿本人。牛顿虽然为此组织了调查委员会，但1715年公布的结论不出所料，
说：“牛顿才是微积分的创始人。”在两人相继去世后，由于英国和德国的
国民情绪高涨，争论仍然激烈地持续了很长一段时间。但是，今天，人们普
遍认为，两人都各自发现了微积分：从发现来说，牛顿早些；从发表来说，
莱布尼茨则先于牛顿。
岩石是水生成的还是火生成的
到18世纪，欧洲的采矿业很快兴盛起来，需要大批技术人员。为此，1765
年，在过去采矿业发达的南德意志萨克森的弗赖堡办起了矿业学校。聚集了
从欧洲各地来的留学生。威望特别高的是从1775年开始在这里教授矿山矿物
地质学的阿伯拉罕·维尔纳 （1750～1817年）。
维尔纳仅在德国和捷克旅行过，几乎没有念过什么书，但他走遍了萨克
森中的矿山，对矿物进行过实地考察。他的最大功绩是确立了矿物的科学分
类法。讲课很吸引人，能激起人们的兴趣，因而吸引了许多学生，学生毕业
后分散到各地，传播他的学风。
维尔纳进而创建地壳形成学说，但他的这个学说并不怎么科学。他认为，
地球原来是一个混杂着泥土的巨大水滴，这些泥土沉淀以后就形成了地壳。
也就是说，所有的岩石都是水生成的。这种学说叫做水成说。这种学说认为，
最先沉积的是花岗岩和玄武岩，并形成基础，其次是石灰岩、砂岩和煤的堆
积。最后，由于侵蚀和风化，全球便盖满了二次生成的沙和土。
他的这种奇妙学说的形成似乎是由于他把根本没有活火山运动的萨克森
地区的局部知识扩大成了一般的理论的结果。这自然会遭到在更加广阔的地
区旅行、考察的人们的反对。其中反对得最厉害的是英国的詹姆斯·赫顿
（1726～1797年）。
赫顿于1785年发表了自己的意见，并在十年以后写成了《地质学理论》
这部著作。他承认，地球中存在着溶化为泥浆状的东西 （今天叫岩浆），这
些东西不断流出、冷却，形成了岩石，但它同堆积岩 （水成岩）的性质完全
不同。花岗岩和玄武岩就属这一类。
这种学说叫火成说，它同维尔纳的水成说相对立。但他完全承认，所有
的岩石并非都是火成岩，也有因雨水的侵蚀和堆积形成的堆积岩。
水成论者和火成论者之间不断展开激烈的争论。但是，随着对地质的观
察的深化，以及通过实验对地质的研究，水成论的处境越来越不利了。
争论的焦点最后集中到了玄武岩是堆积岩还是水成岩的问题上，这是一
个决定胜负的问题。当然，水成论者主张是前者，而火成论者则主张是后者。
但是，具有讽刺意味的是，受到维尔纳亲身教育的年青的地质学者们，在对
欧洲和欧洲以外的其他大陆进行地质研究的过程中，发现玄武岩是火成岩，
于是，逐渐抛弃了水成说，到19世纪初，水成说便灭亡了。
化合物的比重是不是固定的
被称为现代化学之父的拉瓦锡（1743～1794年），给元素下了明确的定
义，创立了物质不灭定律，奠定了定量分析的理论基础，使分析技术有了明
显的进步。而且，在分析的实践过程中，他默认，化合物的组成取决于生成
这种化合物时的条件 （称为定量比例定律）。
首先明确地主张这种定量比例定律的是法国的弗灵契曼·痖普鲁斯脱
（1755～1826年），这是1799年的事。
然而，当时化学界的权威克洛德·路易·释特洛（199～1822）对此大肆
攻击。他在1803年发表的《化学静力学论》中主张：在两种物质产生化合反
应时，其中化合物的比重不是固定的，它根据化合时的条件而发生变化。
当然，普鲁斯脱进行了反击，在以后的八年里，在学术杂志上反复展开
了激烈的争论。
作为自己主张的根据，拜特洛列举了由于实验条件不同，化合物的组成
也不断地发生变化的事例。譬如，硫磺和铁的化合物硫化铁，锡和氧的化合
物氧化锡等等。
但是，普鲁斯脱证明，拜特洛列举的化合物不是单纯的一种物质，而是
两种化合物的混合。譬如硫化铁，是硫化铁（FeS）和硫化亚铁（FeS）的混
2
合物。由于条件不同，生成的硫化铁和硫化亚铁的比例也不同，因此，铁和
硫总的平均比例不是固定的，而是不断发生变化的。氧化锡也一样，它是氧
化锡 （SnO）和氧化亚锡（SnO）的混合物。
2
普鲁斯脱还证明，为了把氧化锡进一步氧化使它化合生成氧化亚锡，需
要使用一定量、即百分之21。3％的氧气。也就是说，它清楚地表明，组成的
变化不是连续的，而是飞跃的。
他进而把这一研究扩展到了铜、镍、锑等化合物和有机化合物。由于这
些努力，他终于弄清，拜特洛的想法是一种误解，从而确立了定量比例定律。
这个定律成了产生道尔顿原子论的坚实基础之一。
今天，已经成为我们一般常识的定量比例定律，就是在这种激烈的争论
中诞生的。
但是，后来才知道，拜特洛研究的对象，与其说是化学的组成问题，不
如说是关于化学平衡和质量作用的法则的问题。在否定拜特洛的学说的时
候，也抹杀了对这些问题的研究。因此，当重新开展关于这些问题的研究时，
已是近50年以后的事了。
生物是怎样发生的
自古以来，人们就普遍相信低等动物是自然而然发生的。据说，尸体生
蛆，泥土生跳蚤和虱子。这种说法被称为自然发生说。
到中世纪，自然发生说和宗教结合在一起，更加广为流传。比利时的范·赫
尔蒙脱（1577～1644年）甚至认为老鼠也是自然发生的。他说：“把汗污的
衬衫和麦粒放在瓶子里，衬衫发出的潮气作用于小麦，便生出老鼠来。”他
还报告说，真用这种方法孵出了老鼠。
但是，进入17世纪后，科学的看法渐渐占了上风，反对自然发生说的意
见也出现了。证明血液循环的威廉·哈维（1578～1657年）提出了“一切都
是卵生”的口号。而荷兰的简·施旺麦丹（1637～1680年）则更明确地主张
任何低等动物都是自母卵产生，并举出了很多实例。
但是，通过实验的方法给自然发生说以决定性的一击的是意大利的弗朗
切斯科·雷第 （1621～1697年）。
他于1668年报告了如下实验结果：在四个大广口瓶里，分别放进了腐烂
的油和鱼，然后盖上盖。而另外四个广口瓶里，放了同样的东西，敞着瓶口。
苍蝇飞进了敞口瓶，腐烂的肉很快就生满了蛆，但盖着盖的瓶子里却连一个
蛆也没有。
普通人也许以此结果为满足，就此停止实验。但是，雷第并非如此，为
了慎重起见，他又重复了一次实验。也许是因为盖有盖的瓶子进不去外来的
空气，所以才不会生蛆吧，因此再实验时瓶口不盖盖，而是用纱布蒙住瓶口。
苍蝇在瓶子的周围飞来飞去，想钻进去，有的在外侧的纱布上产了卵。结果
腐的肉还是一个蛆也没有。这个结果表明，只要苍蝇不产上卵，就不会生蛆。
但是，同一个雷第，却相信某种树叶上的虫包是自然发生的。1700年，
意大利医学家安东尼·瓦利斯尼埃里宣布，虫包中的幼虫也是从母卵中产生
的。其他的研究者们也宣布，蚊子、跳蚤、虱子等，只能从亲缘产的卵中产
生。
自然发生说就这样大体上被否定了。但在这一个时代，使用显微镜发现
了微生物。微生物由何而来？围绕这个问题，自然发生说又死灰复燃了，争
论还将进行一次。
生物躯体的形成
施旺麦丹否定了自然发生说，强调卵的重要性。但是，他的步子迈的太
大了，主张组成生物躯体的各种器官，不是新生成的，而是在卵里就已经形
成了，后来只不过是它的扩展和发展。这种学说被称为预说或扩展说。法国
哲学家马勒伯朗士进一步发展了这种想法，他主张“植子说”（1674年），
子以预成的形式寓于父体，孙也以同种形式寓于子体等等。由于得到著名生
理学家阿尔布莱希特·冯·哈勒（1708～1777年）的支持，预成说以至植子
说曾得势一时。
几乎所有优秀的生物学家都采取预成说的立场。但在未来形成婴儿的基
础是存在于卵子中还是存在于精子中这一点上，分成了两派。马尔比基、施
旺麦丹、雷奥穆尔、冯·哈勒、斯巴兰让尼、居维叶等人采取由卵而来的立
场，而列文霍克、博尔哈菲、莱布尼茨、伊拉斯漠·达尔文等人则支持由精
子而来的学说。
与预成说相反，有人认为，各种器官不是以在卵�
