文／唐啟軒
在學習科學的過成中，我們經常會讀到一些突破性，或是對往後科學發展有重大影響的理論或學說。各位有沒有好奇過，到底這些科學家的腦袋裝了些什麼，才能讓他們在知識與資源相對現代匱乏的年代，想出這些之於當代彷彿外星語言的理論？難道各個都是骨骼精奇、天生神力的學術奇才，用腦袋憑空就能想出這些精美的理論？
事實上當然不是如此！其實科學史如果攤開來，就是長江後浪推前浪，一代新人打舊人。如果觀落陰來看這些偉大的科學家，背後一定都有一排臉被打腫腫的前輩們。就拿原子來說好了，最著名的就是道爾吞（John Dalton）的原子說。也就是：
1.一切物質都是由不可分割的原子所組成
2.相同元素的原子質量大小皆相同，反之則否
3.化合物是由不同種類的原子以固定的比例組成的
4.化學反應是原子間以重新排列組合出新的結果。在反應的過程中，原子不會改變它的質量或大小，數量也不會增減。
但其實原子這個理論，可是從好久好久以前，宙斯還在變身下凡把妹的古希臘時代，就已經成形了呢！
生於西元前四百年的哲學家德謨克利特（Δημόκριτος）認為，整個世界的本質由「原子」與「空虛」（或譯做虛空）所組成。原子是組成世間萬物不可再切割的小顆粒，不同顆粒間沒有性質上的不同，僅有排列次序、位置以及形狀的不同。而空虛是指空虛、寂寞、覺得冷的那種空虛嗎？絕對不是！我們看到的存在東西，都是由原子組成；至於我們沒看到的那些非存在東西，則是由所謂的空虛所構成的。
這些都是德謨克利特經由觀察水蒸氣，以及香味飄散等等的生活經驗，把這些科學現象透過哲學思考而來。所以初代版本的原子說，並不完全是科學理論，像是「空虛是『非存在』不等於『不存在』」，甚至最後得出「人便是一個小宇宙」這樣的結論，通篇充滿了哲學的味道。
同一時期，中國恰逢百家爭鳴的戰國時代，墨翟，就是我們所熟知的墨子，也提出了類似的理論。中國自古信奉五行論，就是萬物都由金木水火土，五個元素所組成。這與西方的三元素說或四元素說類似，可以看出當時對於物質的理解是相對直觀的。而墨子卻在其著作《墨經》裡面提到：「端；體之無序最前者也」，意思就是物體切到不能再切以後留下的東西，就叫做「端」。這是中國首次有人提出，物質最終會呈現一個不可分割狀態的概念。
相對於同時期的公孫龍：「一尺之棰，日取其半，萬世不竭。」意思是木杖可以被無限次的被分成兩半再兩半，也就是物質永遠不會到達不可切割的狀態。換句話說，如果你失戀後說自己心碎成無數片了。公孫龍會點點頭，墨翟則會跳出來指著你的鼻子，告訴你：「不可能真的無數片，一定數的出來，只是你不夠努力！」
至於我們耳熟能詳，除了白雪公主以外的蘋果最佳代言人——牛頓。他不止發現地心引力，以及發明讓許多大學新鮮人崩潰的微積分，同時他也是微粒說的擁護者。他引用了古希臘人，以及波以耳對於原子的看法。他把運動定律導入原子理論，從此原子說不再是原子亂飄亂排列，而是像小皮球般，受力就會移動、碰撞時會反彈，有了十分具體且可預測的運動模式。同時他也支持光也是像原子般的微粒，所以遵循直線運動、反射等等的運動定律。但他把原子的概念限縮在物質世界，對於所謂「空虛」或者是其他德謨克利特所提到的哲學思考分，則是不被牛頓接受而被果斷放生，真是一個不空虛的人呢！
後來就是我們在文章前面所提到的道爾吞原子說了，相信聰明的你一定有看出，其實道爾吞原子說的理論裡面，多少都能看出一些前人理論的影子。本文說提及的人物們，僅僅是原子理論發展史中，幾位比較代表性的人物。每次新的理論提出，都替原本的理論補齊缺失，亦或是修正錯誤的部分，總之就是替舊理論去蕪存菁。而原子說正是靠著這些科學家們，前仆後繼地打人臉然後被打臉。
其實道爾吞的原子理論也並不是完全正確的版本，他的四大理論中的三項也分別被湯木森（Joseph John Thomson）、拉塞福（Ernest Rutherford）等人修正，甚至後世的原子理論在量子力學的世界裡幾乎推翻，靠著不停的修正後重新到達全新的領域。所以說，科學就是不停的搞錯。重要的是虛心學習的同時，也要記得保持一顆謹慎懷疑的心。
本文轉載自LIS線上教學平台。
