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摘要：本文闡述了元素概念的發(fā)展過(guò)程，主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：一、古代思辨階段；二、經(jīng)驗(yàn)分析階段；三、原子理論階段；四、現(xiàn)代科學(xué)階段。這四個(gè)里程碑深刻地反映了人類(lèi)思維變化的基本規(guī)律。

關(guān)鍵詞：元素概念發(fā)展過(guò)程思維變化古代思辨經(jīng)驗(yàn)分析原子理論現(xiàn)代科學(xué)

發(fā)展變化的觀點(diǎn)不僅適用于外部世界，也適用于人類(lèi)的思維、理論和概念?；瘜W(xué)發(fā)展的過(guò)程，從一定意義上講，主要就是化學(xué)概念和理論發(fā)展和演化的過(guò)程。這種發(fā)展演化反映了科學(xué)的進(jìn)步和人類(lèi)思維方式的變革。在化學(xué)學(xué)科的諸多概念中，元素概念在化學(xué)發(fā)展中的巨大意義是不言而喻的。因此，可以說(shuō)，元素概念的演化和發(fā)展的過(guò)程，基本上反映了化學(xué)學(xué)科的基本理論發(fā)展的歷史。

由于化學(xué)變化的隱蔽性和復(fù)雜性，長(zhǎng)期以來(lái)，人類(lèi)無(wú)法直接感知微觀粒子的存在及運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，因此對(duì)元素這一基本概念的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了十分曲折和漫長(zhǎng)的道路。又由于認(rèn)識(shí)上的局限性和片面性，使人們?cè)谙喈?dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)不能把元素、原子和單質(zhì)納入一個(gè)統(tǒng)一自洽的體系。

總的來(lái)看，元素概念在其發(fā)展過(guò)程中，主要經(jīng)歷了四個(gè)階段：一、古代思辨階段；二、經(jīng)驗(yàn)分析階段；三、原子理論階段；四、現(xiàn)代科學(xué)階段。這四個(gè)里程碑深刻地反映了人類(lèi)思維變化的基本規(guī)律。

一、古代思辨階段的元素概念

古代的自然哲學(xué)家們?yōu)榱撕侠淼亟忉屛镔|(zhì)世界的多種多樣性和運(yùn)動(dòng)的永恒性，對(duì)宇宙本原提出了多種不同的看法。如中國(guó)古代的“五行說(shuō)”，古希臘時(shí)期的“四元素說(shuō)”，歐洲醫(yī)藥化學(xué)時(shí)期的“三要素說(shuō)”等，于是出現(xiàn)了最早的元素概念。這種建立在籠統(tǒng)觀察和思辨基礎(chǔ)上的見(jiàn)解，只不過(guò)是古代哲學(xué)家天才的自然哲學(xué)的直覺(jué)臆測(cè)，還根本不能和現(xiàn)代元素概念相提并論。但毫無(wú)疑問(wèn)，現(xiàn)代元素概念正是從古代元素概念演化發(fā)展而來(lái)的。

亞里士多德則是把水、火、土、氣四種元素看成是冷、熱、干、濕四種原性兩兩組合而成的。這種唯心主義的元素性質(zhì)學(xué)說(shuō)成了后來(lái)煉金術(shù)的理論基礎(chǔ)。煉金杰雖然不是科學(xué)形態(tài)的化學(xué)，甚至在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)曾嚴(yán)重阻礙了化學(xué)的發(fā)展，但長(zhǎng)期煉金實(shí)踐對(duì)元素概念的發(fā)展起到了不可忽視的作用。至少?gòu)姆疵孀C明了，用一般方法實(shí)現(xiàn)不了元素的轉(zhuǎn)化。這就為近代經(jīng)驗(yàn)分析的元素概念的建立準(zhǔn)備了條件。

另外，古希臘的留基伯和德謨克利特也在物質(zhì)的組成問(wèn)題上，提出了與當(dāng)時(shí)提出的元素概念相對(duì)映的具有深遠(yuǎn)意義的原子學(xué)說(shuō)。認(rèn)為一切物質(zhì)都是由最小的不可分割的微?！咏M成的。這種徹底的唯物主義見(jiàn)解也同當(dāng)時(shí)的元素概念一樣，只是一種建立在表面觀察基礎(chǔ)上的哲學(xué)思辨。因此，都不具備科學(xué)理論的基本特征。

二、經(jīng)驗(yàn)分析的元素概念

所謂經(jīng)驗(yàn)分析的元素概念是指它并不能真正反映化學(xué)元素的客觀本質(zhì)，而是根據(jù)人們分解物質(zhì)的能力來(lái)定義元素。大量煉金、醫(yī)藥和工藝化學(xué)的成就，使人們對(duì)元素的某些性質(zhì)有了初步認(rèn)識(shí)。17世紀(jì)60年代，英國(guó)化學(xué)家波義耳為把化學(xué)確立為一門(mén)科學(xué)做出了卓越的貢獻(xiàn)。他用大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)，猛烈地抨擊了“四元素說(shuō)”和“三要素說(shuō)”，歸納了當(dāng)時(shí)人們對(duì)元素的認(rèn)識(shí)，第一次給元素下了一個(gè)樸素的定義：“我所說(shuō)的元素的意思和那些講得最明白的化學(xué)家說(shuō)的要素的意思相同，是指某種原始的、簡(jiǎn)單的，一點(diǎn)也沒(méi)有摻雜的物體。……”這個(gè)定義雖不象一般化學(xué)史上所說(shuō)的是一個(gè)科學(xué)的定義，但可以看做是元素經(jīng)驗(yàn)分析概念的起點(diǎn)。

18世紀(jì)的化學(xué)家大都喜歡在化學(xué)研究中采取經(jīng)驗(yàn)主義的原則，按照他們的觀點(diǎn)，元素應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)操作可以直接感知到的物質(zhì)。人們通過(guò)礦物分析和冶金實(shí)踐的確制出了不少單質(zhì)：氣體化學(xué)的發(fā)展推翻了空氣是元素的觀點(diǎn)，并陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了H2、N2、Cl2、O2等多種氣體單質(zhì)。1783年，拉瓦錫又在前人實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，證明了水是氫氧兩種元素的化合物，而不是元素。至此，傳統(tǒng)的“四元素說(shuō)”和“三要素說(shuō)”才徹底宣告破產(chǎn)，近代元素概念則應(yīng)運(yùn)而生。1787年，拉瓦錫在一篇題為“論改革和完善化學(xué)革命的必要性”的論文中，給元素下了一個(gè)清晰明確的操作定義：“元素是任何方法都不能分解的物質(zhì)?！?/p>

但拉瓦錫的元素定義只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)分析的定義，是根據(jù)可感知到的元素外部特征或外在聯(lián)系來(lái)定義元素。對(duì)物質(zhì)的分類(lèi)不是根據(jù)元素所固有的結(jié)構(gòu)屬性，而是完全依賴于人的主觀能力和分解物質(zhì)的手段。因此，定義的內(nèi)涵和外延都不符合實(shí)際的界限，帶有明顯的主觀主義性質(zhì)。其次，實(shí)際上經(jīng)驗(yàn)的純分析的元素定義并不是真正的元素概念，而是單質(zhì)的概念。

但同過(guò)去的傳統(tǒng)元素概念相比，拉瓦錫的定義也具有明確的科學(xué)性：首先，元素的性質(zhì)和數(shù)目只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定，因而它是建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上而不是籠統(tǒng)的憑空猜想，其次，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)抓住了一般元素在通常情況下不能分解的客觀性質(zhì)，把分析的極限作為判別元素的標(biāo)準(zhǔn)。

三、原子理論的元素定義

拉瓦錫的元素定義，給整個(gè)化學(xué)研究帶來(lái)了空前的條理性。定量分析方法的廣泛采用，組成化合物的元素間的定量關(guān)系很快被揭示出來(lái)。如當(dāng)量定律（1791里希特），定比定律（1799普羅斯）,倍比定律（1803，道爾頓）等化學(xué)經(jīng)驗(yàn)定律為科學(xué)原子論的創(chuàng)立打了下牢固的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。1803年，道爾頓繼承了古代原子論的思想，創(chuàng)立了科學(xué)原子論，開(kāi)辟了化學(xué)發(fā)展的新紀(jì)元，第一次揭示了元素和原子的內(nèi)在聯(lián)系，元素就是同一類(lèi)原子，有多少種原子就有多少種元素，原子量成為區(qū)分元素的重要標(biāo)志。原子在化學(xué)反應(yīng)中的不可分性也在實(shí)驗(yàn)中得到證明，從微觀的角度賦予了元素不可分解的特性。

19世紀(jì)資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)上的進(jìn)步為新元素的發(fā)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)工具。一大批新元素的發(fā)現(xiàn)，擴(kuò)大了元素概念的外延，使門(mén)捷列夫在同代人探索的基礎(chǔ)上于1869年發(fā)現(xiàn)了元素周期律，而把自然界所有的元素納入了一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)統(tǒng)一的體系。

原子理論的元素定義顯然比經(jīng)驗(yàn)分析定義更富有內(nèi)容，更深刻地揭示了元素的一些固有特性，明確了元素和原子的內(nèi)在聯(lián)系。但原子理論的元素定義沿襲了經(jīng)驗(yàn)分析定義的缺點(diǎn)，因而也帶有明顯的主觀主義色彩。它只不過(guò)是建立在經(jīng)驗(yàn)分析基礎(chǔ)上的一種理論分析概念，因此原子論的元素定義的提出并沒(méi)有給經(jīng)驗(yàn)分析構(gòu)成威脅。門(mén)捷列夫?qū)υ氐恼J(rèn)識(shí)是建立在原子理論基礎(chǔ)上的。他對(duì)元素的位置特征的本質(zhì)根本不清楚。所以他的元素觀并不象凱德洛夫所說(shuō)的是屬于現(xiàn)代元素概念的范疇，仍然是原子理論的元素概念。

四、現(xiàn)代科學(xué)的元素概念

現(xiàn)代科學(xué)的元素概念的建立是與19世紀(jì)末20世紀(jì)初發(fā)生的自然科學(xué)革命緊密聯(lián)系在一起的。這場(chǎng)大革命使人類(lèi)的認(rèn)識(shí)從宏觀領(lǐng)域推到微觀領(lǐng)域，正是原子結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的披露，導(dǎo)致了元素觀念的根本變革。19世紀(jì)末，物理學(xué)上的三大發(fā)現(xiàn)（x射線，放射性和電子）徹底打破了原子不可分的傳統(tǒng)觀念，摧毀了原子理論的元素概念理論基礎(chǔ)，揭開(kāi)了新舊元素觀念斗爭(zhēng)的序幕；1902年，盧瑟福和索迪通過(guò)天然放射性研究，提出了具有革命意義的元素蛻變學(xué)說(shuō)；打破了自波義耳以來(lái)元素不能分解和轉(zhuǎn)化的陳舊觀念；給經(jīng)驗(yàn)分析的元素概念沉重的打擊。1910年，索迪基于對(duì)大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)的分析，提出了同位素假說(shuō)，并很快得到了證實(shí)，否定了自道爾頓以來(lái)一種元素一種原子的觀點(diǎn)；1913年莫斯萊在x射線的研究中，原子序數(shù)的實(shí)質(zhì)是核電荷數(shù)，揭示了周期律的實(shí)質(zhì)，揭開(kāi)了元素在周期表中的位置之謎，使人們對(duì)元素本質(zhì)的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了一次質(zhì)的飛躍；1919年，盧瑟福第一次實(shí)現(xiàn)了人工核反應(yīng)，即用人工的方法使一種元素變成另一種元素，給舊的元素觀又一次致命打擊；本世紀(jì)30年代，人工放射性和重核裂變的事實(shí)再一次證明，無(wú)論是天然的還是人工的方法都可以實(shí)現(xiàn)元素的分解和轉(zhuǎn)化。一系烈驚心動(dòng)魂的發(fā)現(xiàn)，終于導(dǎo)致了元素思想史上的革命——舊的元素概念已經(jīng)徹底行不通了，元素應(yīng)該是核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）相同的一類(lèi)原子的總稱。

現(xiàn)代科學(xué)證明了，物質(zhì)的一切形態(tài)，包括基本粒子都不是永恒的，正如列寧所說(shuō)：“原子的可破壞性，原子的不可窮盡性、物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)的一切形態(tài)的可變性，一向總是辨證唯物主義的支撐點(diǎn)。”由于時(shí)代的局限，人們對(duì)事物認(rèn)識(shí)的片面性是不可避免的。

元素概念本來(lái)就是相對(duì)的，它表現(xiàn)為某一現(xiàn)象領(lǐng)域內(nèi)物質(zhì)最簡(jiǎn)單的存在形式，表明這一研究領(lǐng)域內(nèi)所研究對(duì)象的發(fā)展過(guò)程由此開(kāi)始的最基本的形態(tài)。如同一切化學(xué)過(guò)程都和原子的運(yùn)動(dòng)有關(guān)一樣，原子本身在化學(xué)領(lǐng)域被看作是相對(duì)穩(wěn)定和保持不變的微粒，只有從這種相對(duì)意義上來(lái)理解物質(zhì)各個(gè)層次的基本特征，才可能避免犯形而上學(xué)的錯(cuò)誤。在化學(xué)領(lǐng)域內(nèi)，元素概念無(wú)論是過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)都保持自己在科學(xué)中的重要地位，并且發(fā)揮著巨大的作用。

現(xiàn)代元素概念消除了舊概念中的主觀主義成份，從化學(xué)客體的固有結(jié)構(gòu)特性來(lái)定義元素，而不再依賴于人們的領(lǐng)悟能力和方法，保持其獨(dú)立存在的意義。辨證唯物主義運(yùn)用形式邏輯把思維形式同客觀實(shí)在聯(lián)系起來(lái)，元素就是對(duì)原子的抽象和概括。

元素概念發(fā)展演化的歷史表明，新舊觀念的轉(zhuǎn)換是一個(gè)極其艱難和緩慢的過(guò)程，因?yàn)橐?guī)范的轉(zhuǎn)換總是伴隨著自然觀和思維方式的根本變革。舊觀念在沒(méi)有窮盡自身的潛力之前，總是不肯自行消失，新觀念也只有在與錯(cuò)誤觀念的殊死斗爭(zhēng)中，才能贏得生存和發(fā)展的權(quán)利。