品读中西医文化
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二、原子论与西医学

古希腊是西方哲学和文化的摇篮。黑格尔说:“一提到希腊这个名字,在有教养的欧洲人心中,尤其在我们德国人心中,自然会引起一种家园之感。”希腊哲学培育了后世哲学各种观点的“胚胎”和“萌芽”,原子论便是其一。

(一)西方的“原子论”

西方的“原子论”思想经历了从古代哲学思辨性的原子论到近代科学实验的化学原子论,再到现代物理原子结构理论的漫长历史演变过程。

1.原子论提出的背景

世界的本原,即宇宙万物由何而生,是一个古老的话题。在古希腊,当面临大海,仰望星空时,哲人们在思考:构成我们这个世界的本原究竟是什么呢?古希腊时代的先哲以构成论的思想为出发点,对万物本原有精辟的见解。古希腊哲人们猜想,万物本原是人类所感知的物质存在形式,元素论就是当时流行的看法。

在古希腊时代,米利都学派的创始人泰勒斯也许是因为观察到万物皆以湿的东西为滋养之料,或是因为万物的种子就其本性来说都是潮湿的,而水是潮湿的东西的本性的来源,因此认为水即是世界万物的本原。泰勒斯以后的哲学家沿着泰勒斯所开辟的这条哲学之路继续对万物本原进行了孜孜的探寻,他的同乡和学生阿那克西曼德认为万物的本原是“无限者”。“无限者”是什么呢?阿那克西曼德想象中有那么一团混混沌沌,没有边际的东西。这东西是什么呢?阿那克西曼德的年轻朋友阿那克西美尼回答说,所谓“无限者”就是气。他认为气是形成万物的始基物质,气稀释开来成火,浓缩起来成风、云、水、土、石。赫拉克利特说火是构成物质世界最基本的元素,毕达哥拉斯则别出心裁地说是“数”,巴门尼德认为是无限的“一”等。世界如此复杂,它的本原到底是一个还是多个呢?如果世界的本原只有一个,但是单一的本原是如何转化为世界万物的?这就涉及两个哲学问题:一是“一和多”的问题,二是“变和不变”的问题。

关于“一和多”的问题,米利都学派认为本原只有一个。恩培多克勒(约前495—435)继续研究宇宙万物的本原,他突破前人把某一自然物质设为万物本原的思维范式,而变为从事物的内部寻找万物的本原,即用物质的元素来解释宇宙万物,并且主张这种元素是“多”而不是“一”,由此,他提出了“四根说”,认为火、气、水、土这四种元素构成世界万物。“四根说”变换了巴门尼德等人所持的一元论范式,进入了多元论的领域。这一变换就引发了古希腊自然哲学的一个难题——一元论和多元论的对立。

关于“变和不变”的问题,阿那克西曼德第一次明确地表达了运动的必然性,赫拉克利特则开创了一个永无休止的运动概念——“万物流变,无物常驻”。巴门尼德完全不同意赫拉克利特的观点,认为实在是永恒不变的,变化只不过是感官的虚构。恩培多克勒试图解决赫拉克利特和巴门尼德的对立,他提出:火、土、气、水四种微粒是组成万物的根,它们处于运动状态,可分可合,万物因四根的组合而生成,因四根的分离而消失,但四根在运动中不生不灭。恩培多克勒的理论是对巴门尼德和赫拉克利特物质论和运动论的杂糅综合。

阿那克萨哥拉(前500—428)也是从事物的内部寻找万物的本原,他认为每一种事物都是复合体,这些复合体又是由许多各种性质不同的物质微粒构成的,即种子说。“种子”是万物之源,是永恒存在的,没有产生,没有消灭,各类种子数量无限,种类无限,不能互相生成和转化,可以无限分割,“没有最小,总有更小”。事物只有混合和分离,而事物的混合和分离又是来自于一种可称之为“奴斯”(或“心灵”)的东西。“种子”在“奴斯”的推动下结合或分离,生出万物。

古希腊的自然哲学家们总是想用另一种物质即比前者的抽象程度更高的感性实体来代替世界的本原、本质,但他们最终没有达到哲学思维的最高程度。他们关于世界本原的探索是自然哲学家们的直觉思辨和朴素猜想,虽然存在一定程度的谬误,但它引发人类去探究组成物质世界的基始和本原,寻找不可分割的物质存在,特别是“四元素说”和“种子说”均把世界的本原看成是物质的,并归结为物质微粒,从而天才般地触及到了物质的内部结构,为留基伯和德谟克里特原子论的产生奠定了重要的思想理论基础。

2.古代原子论的提出

原子论的提出比较成功地解决了“一和多”和“变和不变”这两个哲学难题。一般认为,原子论的最早提出者是留基伯,他是米利都学派的思想家,继承了与米利都相联系着的科学理性思想。德谟克利特(前460—370)是留基伯的学生,是早期自然哲学的集大成者,他总结了先前的自然哲学家关于本原的思想,创立了原子论唯物主义哲学体系,提出了“原子”是构成世界万物的本原,是物质的实体。马克思和恩格斯也曾赞扬德谟克利特是“经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者”,他的原子论是对留基伯学说的继承和发展。所以,他们二人常常被相提并论。事实上,两人关于原子论的论述已经无法分清楚了,通常人们把留基伯与德谟克利特同称为最早的原子论提出者。

原子论者认为,万物的本原是原子和虚空。原子(atom)一词源自希腊语atomos,是“不可分割”之意,被用来表示充实的最小微粒。原子是一种最后的不可分割的物质微粒,它的基本属性是“充实性”,每个原子都是毫无空隙的。原子由于坚固,是既不能毁坏,也不能改变的。此后,原子就被看成不可入、不可破的物质基元。虚空与原子相反,是空虚和稀疏的,是“非存在”的。虚空的性质是空旷,给原子提供了运动的条件和空间,原子得以在其间活动。原子在数量、种类上是无限多的,彼此之间在质上没有什么区别,在量上则存在大小、形状、次序和位置四种不同。世间万物的多姿多彩是因为原子的形状、位置、排列方式不同罢了,即“万物归一,且多姿多彩”。原子的本性是永无静止,运动是原子固有的属性,是原子的本质特征之一。原子永远运动于无限的虚空之中,它们互相结合起来,就产生了各种不同的复合物。原子分离,物体便归于消灭。事物的运动不是来自外力的推动,而是原子拖拽的结果。至于原子为什么能运动,德谟克利特尽管尽力探索却未能给出最终的解释。

德谟克利特还用这种物质基元解释所有的生命现象与非生命现象。他曾设想,生命是从一种原始粘土中发展起来的。和草木一样,人也是由各种原子组成,因为人是宇宙的缩影。生命就像火一样,由小的球形原子组成,这些原子经常从人体中排出,又从空气中吸进去,这就是呼吸,当呼吸停止时,生命就结束。他甚至认为,人的灵魂也是由原子构成的,但那是最精细的原子,当构成灵魂的原子分散时,生命就灭亡了,灵魂也就消失了。

到了古希腊晚期和古罗马时期,伊壁鸠鲁和卢克莱修继承了德谟克利特的原子论唯物主义观点,并改正了他的原子论的某些缺点,从而使原子唯物主义更丰富、更完善,主要表现在:一是伊壁鸠鲁提出了原子重量的规定。对原子重量的规定是对原子属性的重要补充。这个概念的提出,为解释原子运动、原子如何运动而构成世界万物提供了依据。二是伊壁鸠鲁提出了原子运动中的偏斜学说。他认为“原子重量是原子运动的内在原因。由于重量,引起原子在虚空中做等速下落的运动,这是原子运动的重要形式。与此同时,原子还有一种偏斜运动。此偏斜运动是指原子在垂直下降运动中,有的原子由内部的原因,可能离开原来的直线轨道,向旁边偏斜出去。偏斜造成其他原子的碰撞,碰撞使一些原子结合在一起,于是形成了各种具体事物。”这一思想纠正了德谟克利特把原子运动中的必然性绝对化,否认偶然性的存在的缺点,确立了偶然性在事物运动中的地位,这为解释由原子作为本原构成的世界万物的丰富多彩性、现实世界事物发展过程的偶然性,提供了依据。德谟克利特和伊壁鸠鲁等人的原子论是科学特别是物理学尚未从哲学中分化出来以前的产物,因此这个学说基本上是属于哲学本体论的范畴,它在体现思辨价值的同时,也未能避免主观臆断的缺陷。

3.近代科学原子论的诞生

古罗马帝国衰亡之后,欧洲进入了中世纪的千年黑暗时期,如同整个古希腊文明留在历史的记忆里一样,原子论哲学也被遗忘在历史典籍里。到了近代初期,随着西方文艺复兴运动的兴起,自然科学逐渐从自然哲学中分离出来,自然科学的研究日益受到人们的广泛重视,以牛顿力学体系的建立为标志,自然科学进入了一个辉煌的发展时期。18世纪后半期至19世纪中期,工业兴起,科学迅速发展,人们通过生产实践和大量化学、物理学实验,加深了对原子的认识。

18世纪后,科学由思辨科学向实证科学转变,定量问题成为科学的首要问题,即追求数量的精确性成为科学追求的最终目标。科学实验逐渐成为人们研究原子理论的重要手段。科学实验的出现与运用解决了思辨形式下的原子理论的不确定性,用精确的数据证实了各种科学假说,也为近代物理化学的发展起到了推波助澜的作用。

由于法国学者伽森第等人的努力,古老的原子论在17世纪获得了新生。然而,此时原子论的研究者感兴趣的已不是思辨物质存在的基始和本原,而是在原子论的基础上用实证的方法构建物理学和化学的基本理论,开始有一定的科学依据。原子开始从一个哲学概念过渡为科学的概念。

古希腊原子论在近代的发展中,英国伟大的科学家道耳顿做出了不可磨灭的贡献,他通常被看成是科学原子论之父。道尔顿科学原子论的创立是近代原子论的里程碑,他在牛顿的机械论微粒哲学启发下,将科学实验、归纳演绎等科学思维纳入到了原子理论研究中,在实验观察的基础上,用倍比定律进行证实,发现了气体的物理性质,并进一步提出了他的原子学说。道尔顿的原子论要点为:一是元素是由非常微小、不可再分的微粒即原子组成,原子在一切化学变化中不可再分,并保持自己的独特性质;二是同一元素所有原子的质量、性质都完全相同;不同元素的原子质量和性质各不相同,原子质量是每一种元素的基本特征之一。三是不同元素化合时,原子以简单整数比结合。

道尔顿原子论是在近代科学发展实践与理论的基础上产生的。它继承了古代原子论思想中理性思考的特点,彻底剥去了长期披在古代原子论身上的哲学外衣,抛弃了古代原子论的直观性和猜测性,立足在科学实验的基础之上,把模糊的猜测与设想变成了明确的、经得起科学实验检验的科学理论。道尔顿原子论被发展为自然科学理论,具有重大的科学意义。它圆满解释了各种化学实验事实,揭示了质量守恒定律、当量定律、定组成定律和倍比定律的本质与内在联系,有着广泛的实验基础,并对以后整个实验科学的发展起着重大的指导作用。道尔顿的实验原子论奠定了客观地、现实地研究物质结构的道路,标志着人类对物质结构的认识又前进了一大步,为以后的物理学、化学、生物学的发展奠定了理论基础,特别是促进了化学的迅速发展,开辟了化学全面、系统发展的新时期。道尔顿原子论不仅明确指出了原子具有重量的特征,而且进一步提出了测定原子量的历史任务,并第一次用化学的方法测定了多种元素的原子量。从此,原子就不再是一个抽象模糊的概念,而具有了可以用实验直接测量的数量特征。原子量也成为区别原子种类的基本标志,使化学研究走向精确化、定量化和系统化。重视定量分析与精确性,后来几乎成为自然科学研究的准绳,它在科学理论导向方面一直支配着科学家的头脑。19世纪后半叶以来,分子学说、化学键理论、化学结构理论、元素周期律等学说的形成和发展,以及20世纪以来化学理论上所取得的许多重大突破,几乎都是建立在道尔顿原子论的基础之上的。这不仅大大丰富了近代科学原子论的内涵,而且进一步在更高的层次上确立了它的中心地位,更进一步地证明了原子学说的科学真理性。

4.现代原子结构理论

从道尔顿创立原子学说以后,很长时间内人们都认为原子就像一个小得不能再小的玻璃实心球,里面再也没有什么花样了。随着科学技术的迅猛发展,到19世纪末20世纪初,物理学有了新的发展,许多新的实验现象的出现,尤其是电子、X射线和放射性现象的发现,使人们逐渐发现了原子内部的电子、质子、中子及其他基本粒子,从而通过物理途径对原子本身的结构和内部运动规律有了比较清楚的认识,彻底打破了万物是由不可再分的最小物质粒子(分子)构成的假设,修正了原子不可再分割的观念,从而宣告必须摒弃以某种具体物质形态作为世界的本原、本质的想法。

1897年,汤姆逊在研究阴极射线的时候,发现了原子中有电子存在。这打破了从古希腊人那里流传下来的“原子不可分割”的理念,明确地向人们展示:原子是可以继续分割的,有自己的内部结构,并相应地提出了原子的“果仁面包”模型。1911年,卢瑟福在他所做的粒子散射实验基础上,提出原子的中心是一个重的带正电的核,与整个原子的大小相比,核很小。电子围绕核转动,类似大行星绕太阳转动。这种模型叫作原子的核模型,又称行星模型。从这个模型导出的结论同实验结果很符合,很快就被公认了。1913年,丹麦物理学家玻尔在卢瑟福所提出的核模型的基础上,结合原子光谱的经验规律,应用普朗克于1900年提出的量子假说和爱因斯坦于1905年提出的光子假说,提出了原子的轨道模型。1924年,德布罗意提出微观粒子具有波粒二象性的假设,由此,薛定谔和海森伯等人于1925~1926年建立了原子的量子力学模型等。这些物理上的原子结构理论的提出和建立,大大推动了原子论哲学的进一步发展。

(二)原子论——西医学的哲学基础

科技史学家一般认为,强调宇宙是由基本粒子构成的广义原子论奠定了西方近现代自然科学的基石。原子论已经广泛深入到近现代科学的方方面面,在科学理论导向方面一直支配着科学家的思维,强调物质结构的多元性,重视定量分析与精确性,几乎成为自然科学研究的准绳。在原子论思想影响下,自然科学蓬勃发展,解释自然和宇宙的奥秘,指导人类创造发明,对人类文明起着举足轻重的作用,有着难以撼动的统治地位。16世纪,自然科学革命把西医学从希腊自然哲学中分化出来,走上科学的道路。近现代西医学是在西方哲学及科学的背景下发展起来的,原子论作为欧洲传统唯物主义哲学形成的基础思想,注重粒子、实体、组合、可分解性、外部作用,其所形成的理论观点——机械论观点和还原论观点,对西医学的学术思想及思维方式的形成起决定性作用。

1.机械论观点对西医学的形成和发展所起的作用

原子论认为,元素和原子是不可分割的最小质点,不存在内在矛盾,其运动需要原子以外的虚空存在,没有虚空就不能运动,其运动或组合的基本方式是“碰撞”。这种最简单的机械运动否定内在矛盾,强调外力。这种机械的自然观在西方世界长期占据了统治地位,并被应用于生命体。笛卡尔认为动物是机器,拉美特里认为人是机器。生物学家邦尼特曾说过,如果有什么神灵能够对荷马脑子里的所有纤维加以分析,他就能够照这位诗人所想象的一样把《伊利亚特》描述出来。17世纪中期,法国医生拉美特利出版了《人是机器》一书,他说:人是一架机器,是一架会自动运行的机器。他认为:心是血泵,肺是风箱,胃是研磨机,四肢是杠杆,而饮食则是为了补充燃料。这种医学模式用机器的原理来解释人的生理结构和病理机制,它将人体分成许多独立的“零件”来研究,认为所谓的疾病,只不过是人体这架机器的零部件产生了故障的结果,而医生则是修理匠,其任务就是修理机器。因此,西方医学在诊疗疾病的时候着眼于人体的部分和微观机制。18世纪,意大利医生莫干尼做过许多尸体解剖,他认为每一种疾病都有和它相应的一定器官的损害,创立了“器官病理学”,提出疾病是局部器官的变态理论,把疾病定位在器官。法国医生比沙认为,疾病应该从被侵害的器官的某种特定组织上找到原因,创立了“组织病理学”,把疾病定位在组织。到了19世纪中叶,德国病理学家魏尔啸在施莱登和施旺的“细胞学说”基础上创立了“细胞病理学”。他通过显微镜观察细胞,发现疾病是由于细胞的不正常活动而引起的,把疾病定位在细胞。20世纪50年代,“分子病理学”应运而生,人类对疾病的认识进一步深入到生物膜,深入到蛋白质、酶和核酸的结构与功能的分子水平上。近30年来,人类遗传学和分子遗传学得到发展,已查明有3000多种疾病属于遗传性疾病,可以在染色体上或基因上找到病因。医生在考察疾病的时候,完全依赖于仪器等物化手段,针对病人各部位进行检查,获取各种量化指标,根据检查结果和各种量化指标来诊断和治疗疾病,忽略病人其他部位的病变和影响或导致该疾病的其他因素,只重视致病的物质因子,许多与疾病有关的社会、心理因素被排斥于医生的考察范围以外。在这种观点的影响下,西医注重的是局部而不是整体,是结构而不是功能,是物质而不是精神,是各个零部件的作用而不是其间的联系。但是,在这种生物医学模式下,孤立地、片面地看待疾病的观点随着医学的发展,科技的进步,人类认识水平的提高,已经越来越不合时宜,在临床上也越来越表现出局限性。

2.还原论观点对西医学的学术理论和临床实践所起的作用

原子论认为,世上各种事物都是由不可再分的“原子”构成,所有事物都可以分解还原为最基本的组成要素。也就是说,整体由部分构成,应当而且可以把整体分解为部分来认识。生命运动是由较低级的物理、化学等运动组成的,应当而且可以把生命的高级运动还原为低级运动来认识。这样,在方法论上就形成了还原论的思路。

西医运用分析还原方法对人体进行分解研究及降解研究,即把人的生命现象还原为生物的、化学的、物理的现象,把人体的复杂因素分解为简单因子。他们沿着人体的层次结构,从器官水平、细胞水平、分子水平进而到量子水平;从宏观领域深入到微观领域,对各个层次上的病理解剖、病理生理机制进行研究。现代西医学将人体看作一个由上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织所组成的机体,这些组织互相结合,成为具有一定形态和功能的结构,称为器官,如心、肝、脾、肺、肾等。结构和功能上密切相关的一系列器官联合起来,共同执行某种生理活动,便构成一个系统。人体可分为运动、消化、呼吸、泌尿、生殖、循环、内分泌、感觉、神经九个系统,各系统在神经系统的支配和调节下分工合作。这种思维方式最大的优势就在于,能通过这种简单性,清楚、精确、明晰地认识事物和表达事物,并尽可能地摈弃主观因素对认识过程的渗透和介入。但是这种思维方式侧重于线型关系,忽视致病因素的因果网络作用,把医学研究的视角仅仅投射在人体自身某一层次的病变上,重疾病、重治疗、重个体、重局部病变、重生物性因素。西医在诊断中往往要通过仪器诊断出微观的“病”,在治疗过程中,针对“病”主要以对抗为主的方法,如抗菌、抗炎、抗过敏、抗休克等。但人体不是简单的机械构成,完全用还原方法来探求错综复杂的疾病现象是不可能获得对疾病的全面认识的。