语境视域下的自然种类分析

郭贵春,余 朋

(山西大学 科学技术哲学研究中心,山西 太原 030006)

自然种类(natural kinds)的本质主义将化学物质(如化学元素)视为自然种类的天堂,在化学哲学中引起了广泛讨论。2020年,被“学术影响”(Academic Influence)评为2010—2020年间最具影响力的十位化学家之一的埃里克·塞瑞(Eric Scerri)在采访中谈到自然种类研究的一个新进展:“人们越来越认识到自然种类与人们所考虑的任何领域都是相关的。例如,如果人们像从物理学的角度那样把原子还原为质子、中子和电子,那么化学元素就可能不再是自然种类……自然种类不再仅仅被视为一个本体论问题。”[1]自然种类论题能够在化学哲学中掀起讨论,是基于这样两个背景:其一,化学哲学家们不满于一些哲学家滥用化学案例的行为,例如索尔·克里普克(Saul Kripke)、希拉里·普特南(Hilary Putnam)等人对水、金案例的滥用。其中以塞瑞为首的化学哲学家试图从化学史或化学实践的角度对自然种类的相关哲学问题展开重新讨论。其二,尽管“本质与自然种类”相关问题被19世纪末和20世纪上半叶的逻辑经验主义当做无经验意义的形而上学加以拒斥,但随着逻辑经验主义的衰落以及英语世界本体论研究的兴起,本质与自然种类概念在奎因对归纳悖论的研究中以及克里普克可能世界语义学的方法中得以复兴[2]。基于这两个背景,化学哲学中出现了涉及自然种类论题的微观结构本质主义(microstructural essentialism)、反微观结构本质主义(anti-microstructural essentialism)和新微观结构主义三种不同主张。本文拟梳理并指出它们各自所面临的困难,并尝试在语境视域下对化学种类进行分析,表明“微观结构特性”并未沦为本质主义的“陪葬品”,而化学种类(chemical kinds)并非自然种类的天堂。

一、传统的自然种类观——微观结构本质主义

水、金是科学哲学家们讨论自然种类论题的常用案例,而将水或金的微观结构特性视为本质的看法构成了微观结构本质主义的经典观点。普特南的孪生地球(Twin Earth)思想实验展开了微观结构本质主义的讨论。普特南认为,如果一种物质具有水的所有可观察到的特性,但在另一个星球上发现的水没有化学分子式H2O,那么称这种物质为“水”是不合适的[3]。按照普特南的观点,H2O分子决定了水这个自然种类。克里普克在《命名与必然性》中也阐述了类似的微观结构本质主义思想,“据证明当且仅当一种物质对象包含的惟一的元素是原子序数为79的元素的话,这种物质对象就是(纯)黄金”[4]。当代活跃的化学哲学家罗宾·亨德里(Robin Hendry)在爱思唯尔《化学哲学手册》中提到:“克里普克和普特南分别选择了金和水作为范例,认为对这些自然种类的语义获取可以独立于它们的详细理论知识,从而使它们(对普特南而言)成为科学史上连续理论的中立主题,即使是那些对同一种类做出互不相容的主张的人。其目的是展示如何发现自然种类,而不是强加于自然。”[5]30-31基于此,人们普遍认为自然种类的本质主义是克里普克和普特南关于指称的语义论证结果,即自然种类应该依据微观结构的性质进行划分,并且事物的某种内在微观结构决定了自然种类的本性。

在化学哲学的自然种类论述中,上述观点被称为微观结构本质主义或微观结构主义,其主要代表人物有普特南、克里普克、泰德·尤金·威尔克森(Ted Eugene Wilkerson)、亨德里、布莱恩·埃利斯(Brian Ellis)等人。微观结构本质主义主张内部微观结构决定了化学种类的外延,分类是基于微观结构的本质来进行的,并且独立于人们的兴趣和智力活动。微观结构本质主义的典型代表亨德里认为:“关于自然种类的微观结构本质主义是指,这一种类的成员资格是由微观结构属性授予的。”[6]乔治敦大学化学教授约瑟夫·厄利(Joseph Earley)将微观结构本质主义的观点概述为:“微观结构本质主义假定微观结构特性是(化学)物质之间相似性和差异性的基础。我们能观察到的核电荷和电子状态在很大程度上决定了化学变化的范例,这可能表明原子序数是特定基本物质的本质(定义性的特征)。”[7]因而按照微观结构本质主义,微观结构特性使得自然种类事物能够保持自身的同一性,而这些内在的微观结构是由科学家发现的。例如,金的微观结构特征“原子序数为79”构成了金的本质;水的微观结构特征“氢元素和氧元素的原子比2∶1或分子式为H2O”构成了水的本质。换言之,金的本质就是原子序数为79,水的本质就是H2O。

微观结构本质主义与本质主义(essentialism)有着密切联系,从宽泛意义上讲,本质主义所呼吁的形而上学本质可以等同于微观结构本质主义的微观结构特性。本质主义最早可以追溯至亚里士多德。亚里士多德认为事物的本质就是一类事物具有的共同形式,一个种类之所以成为该种类是由于具有其他种类所不具备的本质属性。亚里士多德在《论题篇》中谈到:“一种特性的被设定或者是由于本质的,或者是永恒的,或者是相关于他物的,或者是暂时的。例如,‘人在本性上就是一种文明的动物’就是本质特性。”[8]亚里士多德主张同类事物下的所有成员都具有相同的本质特征,并且本质可以通过对事物的定义来体现。换言之,自然种类是其所是就在于它具有某种本质特性,正是这种本质特性决定了某物的种类。这一思想对后世产生了重要的影响,直到17世纪,英国经验主义哲学家洛克首次对亚里士多德的本质观进行了猛烈的抨击。洛克区分了两种本质,“实在的(real)和名义的(nominal)本质,在简单的观念和情状方面是同一的,在实体方面是差异的——我们既把本质分为名义的和实在的两种,因此,我们可以进一步说,在简单观念和情状方面,它们永远是同一的,在实体方面,它们是永远差异的”[9]。洛克认为一种实体的名义本质就是某种具有确定特征的复杂抽象观念,即通过第二性的质而形成的。相应的,实在本质就是事物是其所是的本质,通过对象本身所具有的第一性的质形成的。但洛克对实在本质持不可知的态度,认为事物内在微观结构的本质知识是建立在一个非常高的标准之上的,我们根本不可能达到这种标准,更不可能拥有关于它们的知识。当代新本质主义代表埃利斯构建了科学形而上学的统一解释,提出对自然种类的高度限定性(restrictive)观点,认为化学种类是不同于生物种类的,化学种类的层级化(hierarchy)、离散性(discreteness)和独立性使得化学家们拥有自然种类最明显的例子——元素(元素周期表)[10]。

克里普克、普特南和本质主义哲学家对自然种类的态度基本上是一致的(就化学种类而言):(1)化学种类的本质是其微观结构(如水的本质是H2O),类成员具有共同的本质;(2)微观结构决定化学种类的外延,从而实现了对种类进行明晰的分类;(3)微观结构决定了化学种类的本性(如金的原子结构是金在一定温度下熔化的原因),它使得化学种类事物能够保持自身的同一性,成为解释和预测的基础。

然而,微观结构本质主义所呼吁的微观结构在化学中并不具有它所希望的效力,在化学中涉及微观结构的相关概念也并不支持微观结构本质主义的主张。化学中涉及微观结构的相关概念主要有化学结构、分子结构等。1861年,俄国化学家亚历山大·布特列洛夫(Aleksandr Butlerov)在《论物质的化学结构》报告中明确提出“化学结构”这一概念:“假定两个化学原子之间具有一定的和有限的化学亲合力,化学原子借这种化学力形成物体,那么,我拟将这种化学关系或者叫做复杂物体中的各原子相互结合的方式,称之为化学结构”[11],并强调有机化合物的化学性质与其结构之间存在着依赖关系。在化学上,化学结构概念的建立主要以布特列洛夫-凯库勒-范霍夫三人形成的分子结构理论、刘易斯的化学键理论和分子波动力学理论为基础。所谓的化学结构,在今天更多地被表述为“分子结构”:“分子是由组成的原子按照一定的排列顺序,相互影响相互作用而结合在一起的整体,这种排列顺序和相互关系成为分子结构”[12],讨论分子结构就是讨论原子如何结合成分子、原子的连接顺序、分子的大小及立体形状,以及电子在分子中的分布问题。布特列洛夫关于化学结构的论述以及大部分化学教材涉及的分子结构定义暗含了这样一个假设:分子具有确定形状和结构的物理实体,分子结构是认识和理解化学的中心或基础。这一观念贯穿于无数标准化学教科书中,成为经典分子模型背后的重要假设之一。然而,1978年,盖伊·伍利(Guy Woolley)在《分子必须具有形状吗?》一文中率先质疑了布特列洛夫式的分子结构旧观念,认为这种观念已经成为分子科学的中心教条[13]。随后,陆续有学者认同伍利的看法,分别发表了类似的观点。例如,1998年,朱塞佩·戴尔·雷(Giuseppe Del Re)将分子结构视为一种由于类推和逻辑证据而存在的实体[14]。2000年,帕维尔·蔡德勒(Pawel Zeidler)认为将分子结构视为分子固有的、不变的分子特性是毫无意义的[15]。2017年,落合博史(Ochiai Hirofumi)以量子化学的研究为依据,断言分子的形状与结构并非经典化学理解的那种存在,而是呈现动态的量子状态[16]。事实上,分子具有确定的形状和结构这一假设的科学合法性已随着量子力学或量子化学的发展而备受质疑。在今天看来,分子结构的经典概念已经不适用了,不能被继续当作认识和理解化学的坚实支架。既然分子具有确定的形状和结构这一假设的科学合法性存在问题,那么包括分子结构在内的微观结构特性的本质地位便随之削弱,而微观结构本质主义将微观结构特性视为本质的看法也必然遭遇困难。因此,在化学中涉及微观结构的相关概念并不支持微观结构本质主义的主张。

首先,微观结构本质主义所主张的“微观结构特性”是单一的、固定的、静态的“结构”,与现代化学知识相矛盾。化学种类的本性不能仅仅由单一的微观结构特性来表征,例如水的微观结构并不简单等同于H2O。其次,微观结构特性与自然种类的外延并非充分必要关系。尽管宏观性质和功能在一定程度上依赖于微观结构特性,但并不能说只要弄清楚微观结构特性就可以将宏观性质一览无余了,并且化学理论也并不总是基于微观结构本质主义的,某一化学种类的成员资格不一定是由微观结构性质赋予的,例如酸碱理论。再次,化学中不只存在上向因果关系,还存在下向因果关系。例如,固态氧在高压下变成金属形态,而在极低的温度下还会变成超导体。最后,化学种类并非如埃利斯所言是层级化的、离散的自然种类。例如,微观结构数据并不能为非化学计量化合物(Non-stoichiometric compound)匹配精确的分子式从而对之进行所谓层级化分类,因为在一定范围内,原子可以在不干扰晶格结构的情况下在晶格内相互替换。

在今天来看,微观结构本质主义意义上的微观结构概念已经不再适用,无法再继续充当认识和理解化学的坚实支架,而语境化的微观结构概念或许更能适应于现代化学的要求。

二、传统自然种类观面临的挑战——反微观结构本质主义

在化学哲学的自然种类论述中,另外一些学者反对克里普克、普特南、亨德里等人的微观结构本质主义,形成了反微观结构本质主义的阵营。反微观结构本质主义粗略地说是一种反还原主义、反本质主义、约定主义、建构主义,主张化学种类没有微观上的本质,而分类是依赖于化学家的智力活动和不同目的,或更多的是基于热力学数据而非微观结构特性。其主要代表人物有弗兰蒂舍克·瓦尔德(František Wald)、威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)、亚普·范·布拉克尔(Jaap van Brakel)、保罗·尼达姆(Paul Needham)、约瑟夫·拉波特(Joseph Laporte)、霍利·范德沃尔(Holly VandeWall)、塞瑞等人。

反微观结构本质主义(通过热力学数据的宏观标准)可以追溯到捷克化学家瓦尔德和物理化学之父奥斯特瓦尔德。19世纪末,瓦尔德力图发展一种基于相概念的现象主义方法来构建一种在当时反原子论的化学认识论图景。他关于化学个体(chemical individuals)的定义基本上与微观结构本质主义的主张相反:“化学个体是建立在至少有一个独立变化的相体系中的相位,并且在与相体系的守恒无关的所有变化中其组分显著地保持恒定不变。”[5]129与瓦尔德一样,奥斯特瓦尔德只接受原子论作为假设的初步陈述,主张物质和原子、分子的概念都是多余的,用“能量”而不是“物质”来构建化学认识论图景。对于奥斯特瓦尔德而言,虽然基于微观力学假设的微观结构本质主义方法在许多问题上进展甚微,但非机械论的、以能量为基础的方法却取得了巨大的成功,“只有能量才是真实存在的东西”[5]110。实际上,经典热力学与微观结构本质主义的信念在一定程度上是相悖的,因为经典热力学的假设并不基于微观粒子。经典热力学理论并未从原子或分子结构出发,或者说在热力学定律或理论框架中没有表示原子或分子的结构,即它并非依赖于物质性质假设的理论。因而,经典热力学在科学中存在一个悖论:一个不能认识物质本质的理论却对理解物质的行为产生了重大的影响[5]468。当然,这种悖论在反微观结构本质主义者看来并不算悖论。当代化学哲学学者尼达姆继承于奥斯特瓦尔德和瓦尔德以热力学或相律为基础的自下而上策略,认为利用热力学数据比利用微观结构能更好地识别化学物质,而纯物质的传统微观结构概念有让位于相概念的趋势[17]。根据尼达姆,典型的纯物质可以根据存在于固相、液相和气相中的一个单组分相图并“连接”这些相的三相点来定义或识别化学物质,从而不用诉诸微观结构的概念。如果说微观结构本质主义的信条是“自下而上”的微观结构论,那么反微观结构本质主义的信条就是“自上而下”的宏观标准论。相比微观结构本质主义,这种承袭于瓦尔德和奥斯特瓦尔德的反原子论传统、后经尼达姆等人重新发展的反微观结构本质主义主张,化学种类的分类是基于热力学数据而非微观特性。

反微观结构主义者通过斥责哲学家们滥用化学案例的行为,拒绝将化学种类视为自然种类的范例。按照微观结构本质主义,水的微观结构(或分子结构)H2O决定了水这个自然种类,并且能够解释和预测水的各种宏观性质。然而,反微观结构本质主义者尼达姆[17]和范德沃尔[18]认为决定化学种类同一性的是物质的宏观特征而非微观结构,理由是水分子结构内部具有复杂的大规模运动,而在极时间内难以确定水分子结构的事实无法为微观结构本质主义提供任何支持;另一方面,拉波特[19]、塞瑞[20]和布拉克尔[21]均从化学史或化学实践的角度出发,反对普特南、克里普克、埃利斯等人关于自然种类本质主义的论述,认为无法给出任何本质主义的定义。对于化学元素而言,塞瑞同意英国化学家弗里德里希·帕内特(Friedrich Paneth)认为的元素具有实在性和抽象性(1)即简单物质(simple substances)和基本物质(grundstoff)的双重意义。,从而反对埃利斯将元素作为自然种类的绝佳范例。

经典热力学的假设并不基于微观粒子,它通过“牺牲”微观结构的差异性而最大限度地获取对整体性的把握。利用热力学数据也能在一定程度上对物质进行识别,其合理性在于低层级的微观粒子及其相互作用过程会受到高层次规律的约束。不过,反微观结构本质主义的宏观标准论仍然存在一定问题。如果说微观结构本质主义还保留了微观结构特性概念在化学中的认识论地位的话,反微观结构本质主义已经直接放弃了微观结构的概念,而代之以热力学数据。这动摇了分子结构在化学解释与预测中的基础,使得微观结构特性失去了在化学中的认识论地位。尽管化学种类的本性不能仅由单一的微观结构特性来表征(例如水不能仅仅由H2O分子来表征),但“微观结构特性”还不至于沦为形而上本质观念的“陪葬品”。尼达姆认为利用热力学数据能比利用微观结构更好地识别物质,亨德里则反驳说,所谓的热力学宏观标准其实是松弛的,化学物质的差异性必须诉诸微观结构。因为其所谓的热力学宏观标准中混合熵的非零(nonzero)情况太多,无法为化学物质的差异性提供标准。例如正交量子态中的相同原子(Indentical Atoms in Orthogonal Quantum States)以不同的物理状态混合也仍然是同一物质,宏观信息却将其处理为不同物质[22]。如此看来,反微观结构本质主义的宏观标准论也存在一定问题。

对于“自上而下”的反微观结构本质主义而言,微观上任何两个个体之间的差异并不重要,宏观上的差异更重要;相反,“自下而上”的微观结构本质主义更强调微观层面上任何实体之间的差异,而这些微观层面上的差异正是化学上解释和预测的基础。

三、新的发展——新微观结构主义

面对反微观结构本质主义的诘难,传统的自然种类观(微观结构本质主义)已经不能“完满地”适用于化学种类。曾被视为自然种类绝佳范例的化学种类被证明比想象中还要混乱,并且遭到了部分哲学家的滥用。一些学者并未因此放弃微观结构本质主义并倒向反微观结构本质主义的阵营,相反,他们通过主张一种新形式的微观结构本质主义来试图拯救与改造传统的微观结构本质主义。为了与微观结构本质主义相区别,我们将这种新形式的微观结构本质主义称为新微观结构主义。新微观结构本质主义是对微观结构本质主义的发展和修正,在弱化本质的基础上重申微观结构在化学中的认识论地位。主要代表学者有朱莉娅·伯士顿(Julia Bursten)、乔伊斯·哈夫斯塔德(Joyce Havstad)、艾玛·托宾(Emma Tobin)等人。

新微观结构主义主张对原有微观结构特性的概念进行拓展,即除了分子结构、原子序数、分子组成等微观结构概念以外,还应包括分子密度、多重晶格结构、典型组分、标准比例、可变区氨基酸序列、分子几何形状、微观尺寸和空间排列等微观结构概念。例如,新微观结构主义的典型代表伯士顿侧重于摆脱对“本质”的束缚,提出了基于化学反应性的化学种类个体化(individuation)解释,旨在协调微观结构解释与宏观解释之间的争论以及重申微观结构特性对化学种类和科学解释的重要性[23];哈夫斯塔德主张对传统的微观结构本质主义进行拯救与改造,将微观结构本质主义的单一式微观结构特性概念进行拓展,以化学键的种类(例如离子键、共价键和金属键)来作为替代性方案[24];托宾以兼职蛋白(moonlighting proteins)为例,主张微观结构主义还应该根据分子、化合物和大分子的组成原子性质来描述更高层次的化学种类[25]。

传统的自然种类观(微观结构本质主义)认为原子序数为6决定了碳这个自然种类,换言之,原子序数为6就是碳的微观结构。但是,到目前为止,碳有三种常见的同素异形体,即石墨、金刚石和富勒烯(C60)。因此,原子序数为6不一定就是石墨,也可能是金刚石或富勒烯。再比如,按照传统微观结构本质主义的解释,水的本质是H2O,即H2O决定了水这个自然种类的外延,并且可以通过H2O(或H原子和O原子之比为2∶1)分子来对之进行识别和分类以及科学解释和预测。显然,这与现代化学知识相矛盾,因为水不仅仅是H2O,还有氢离子(H+)、氢氧根离子(OH-)、水合氢离子(H3O+)和其他杂质离子等。为此,伯士顿建议将微观结构特性的概念进行拓展以适应于现代化学知识,即微观结构特性应当将分子几何形状、微观尺寸和空间排列等概念囊括进来。因此,对于石墨和金刚石而言,若要通过微观结构进行识别和分类,就需根据石墨和金刚石的不同成键方式来补足更详细的空间结构信息。也就是说,我们可以根据“六边形的排列方式”这个空间结构信息将其划分为石墨,或者根据“高度稳定的正四面体”这个空间结构信息将其划分为金刚石。同理,富勒烯和水也是一样。

尽管伯士顿等人的新微观结构主义是对传统微观结构本质主义的发展与延伸,但是有两点区别需要注意:其一,本质观上的不同:传统的微观结构本质主义认同强本质主义,而新微观结构主义拒绝走向本质主义;其二,“微观结构”一词的涵义不同:微观结构本质主义意义上的“微观结构”涵义与现代化学知识相悖,而新微观结构主义意义上的“微观结构”涵义与现代化学知识相吻合。虽然新微观结构主义扩展了微观结构的概念,保留了微观结构特性在化学中的认识论地位,特别是伯士顿通过化学微观结构特性解释反应性的差异,提供了一种更具灵活性的分类机制,从而使得微观结构特性的重要性在化学认识论图景中得以存续,但关于化学中存在的并非基于微观结构定义的反例以及塞瑞对化学元素双重含义的论述所体现出来的“建构性”,我们却无法忽视。此外,对于微观结构特性与宏观性质之间的关系究竟是布特列洛夫式的上向因果关系还是下向因果关系,抑或兼而有之,伯士顿的解释比较暧昧:“……不存在一个反应性特性和一个平行的微观结构特性之间一对一的映射,我所主张的关系更为温和”[23]。也许伯士顿想像理查德·博伊德(Richard Boyd)的HPC理论(homeostatic property cluster)那样将这种所谓温和的关系表述为多重实现的或者其他的,但他并未作更多说明。

新微观结构主义抓住了微观结构概念这根“救命稻草”,试图挽救微观结构本质主义,但由于化学反应性和微观结构特性之间的关系并未被阐述清晰,因此新微观结构主义不可能走向彻底的反本质主义,而更适合在本质主义与反本质主义之间探寻一条中间道路。

四、语境视域下的自然种类观

如果坚持微观结构本质主义的主张,那么微观结构本质主义意义上的微观结构涵义与现代化学知识相悖且无法兼容化学中的下向因果关系。同时,基于微观结构特性的定义也无法涵盖所有化学物质。如果坚持新微观结构主义,那么扩展后的微观结构特性概念虽然能与现代化学知识相适应,却仍然面临分子结构概念并不能从量子力学计算中推导出来的困难,因为新微观结构主义必须使用分子结构的概念,否则就无法为坚持微观结构的认识论地位提供理由。而且,新微观结构主义对微观结构与化学反应性之间关系的阐述过于暧昧,既想摆脱本质的束缚,又没有博伊德的HPC理论走得彻底。微观结构特性与化学反应性究竟是何种映射关系并未得到清晰的阐明。反微观结构本质主义主张的热力学宏观标准同样无法涵盖所有化学物质,单单凭借热力学数据无法为化学物质的差异性提供一个更优于微观结构特性的标准。面对化学哲学中微观结构本质主义、反微观结构本质主义和新微观结构主义三者之间的分歧,如何在保证化学微观结构特性的认识论地位的同时,很好地回答“自然科学理论中的种类是否满足了形而上学家提出的自然种类理论”这一问题,是一个巨大的挑战。

我们尝试运用语境视域来解决这一问题。“在任一特定的语境中,对象是语境化了的对象,语境是对象化了的语境。对象不能超越语境;语境不能独立于对象。”[26]语境化的分子实体不再像经典化学那样是具有确定形状和结构的物理实体,而是呈现为一种依赖于背景条件的动态语境化实体,因而化学种类的命名和分类也要在特定的语境中谈论才有意义。化学中非化学计量化合物的存在,例如Fe1-xS (X = 0 to 0.2)[黄铁矿]、YBa2Cu3O7-x(X≤0.1)[钙钛矿型非整比化合物]等,其原子在一定范围内可以在不干扰晶格结构的情况下在晶格内相互替换的事实,违背了自然种类的本质主义关于纯物质以微观结构特性作为本质的充分必要主张。非化学计量化合物的存在使得化学计量化合物、非化学计量化合物和溶液之间的界限更加模糊,对于这些自然种类术语而言,在这里的对象已经超越语境,而超越于语境的对象只会使分类的界限更不明朗。无论是基于微观个体差异还是宏观个体差异,本身都没有问题,但超越语境谈论对象就无法确定其是基于微观个体差异还是宏观个体差异。与微观结构本质主义不同,依赖于语境的化学实体是作为化学表征的必要条件,不再作为充分条件。因为结构的产生是由于与环境的相互作用,周围环境在“对称性破缺”“抑制EPR关联”和“退相干”等方面有着不同的解释[5]223。换句话说,环境至少和化学实体一样重要。因此就需要对化学种类所涉及的类成员、对象、细节和背景等条件有一个整体性把握,这样才能更好地进行命名和分类。

首先,在语境视域下,“微观结构特性”对于化学种类的命名和分类仍然具有举足轻重的作用,微观结构特性并未沦为本质主义的“陪葬品”。在语境视域下,水的微观结构特性被表述为(特定温度和特定压强下):(a)水的组成是H2O、OH-、H+、H3O+等;(b)组成比为:氢原子与氧原子数量之比为2∶1;(c)几何形状或空间构型:水中氧原子为“sp3”杂化构型,水的H-O-H键角为109.28度,水为“V”型分子构型等。而其所涉及的微观结构特性是依赖于语境的,并非独立于语境而存在。虽然自然种类可能根据水的这些属性来区分,但它们并不是由这些属性构成的,而是由它们的类成员、对象、细节和背景条件等整体所构成的。此外,微观结构特性是整个化学表征的决定性因素,整个化学表征依赖于对微观层面信息的认识与重建。在化学物质的鉴定中,常用的红外光谱、紫外光谱、核磁共振、X射线衍射等表征手段仍是基于化学内部微观结构特性的。因此,“微观结构特性”对于化学种类的命名和分类仍然是不可或缺的。这体现了从“绝对确定的”微观结构特性到“语境依赖的”微观结构特性的转变。

其次,在语境视域下,化学表征的性质(chemically characterized properties)和实体在某种程度上可以被描述为一种随附性(supervenience)的脚手架结构,或者说微观结构特性与宏观现象之间呈现出一种狭义上的随附关系,具有协变性、非还原性、可预测性等特征。也就是说,将伯士顿所说的化学反应性与微观结构特性之间的温和关系进一步明确地表述为狭义上的随附关系。化学哲学的两位先驱塞瑞和李·麦金太尔(Lee McIntyre)率先在化学哲学中提到随附性[27],但没有再进一步讨论。后来,米卡·纽曼(Micah Newman)才旗帜鲜明地主张将这种随附性的形而上学关系应用于化学领域,理由是整个化学表征(chemical characterization)大厦就是一个单一而具体的附随性论题[28]。例如,对于错综复杂的化学系统表征而言,在一定的平均动能范围内,液态水随附于任何H2O分子的连接而产生。在语境视域下来看,这体现了化学反应性与微观结构特性之间关系从旧有的一对一映射到随附关系的转变。

再次,在语境视域下,化学种类的命名和分类因不同的语境而具有不同的命名和分类标准,不同分类标准可以在不同语境中体现不同价值。化学种类的本质只具有相对确定性,没有微观结构本质主义所主张的那样强的充分必要本质。单凭自下而上的方式不能涵盖整合化学种类,同样,单凭自上而下的方式企图涵盖所有化学种类的想法也是失败的。拥有单一的微观结构性质或一对等价性质并不能直接授予水的化学性质,同样,单凭热力学的宏观标准也无法授予水的全部化学性质。化学种类是否能够作为自然种类不仅要看哲学家关于自然种类的理论,还要看化学家或化学共同体对化学对象的理解,而依赖于背景条件的语境化实体更加符合化学家对化学对象的理解。试图以独立实体的方式或某种先验的形而上学理论来理解自然种类问题是不完备的,依赖于背景条件的语境实体注重用化学实践的方式来探究和思考自然种类问题。语境视域下的化学种类能够支持微观结构本质主义所不支持的非化学计量化合物等反例,因为依赖于背景条件的语境实体不会像微观结构本质主义那样以一种单一的微观结构属性去划分,而是更加依赖于背景条件的弹性分类。因此,在语境视域下来看,化学种类的命名和分类是依赖于特定语境的,是在特定的语境中得以确立和实现的。

化学中每一次确立的命名和分类,都伴随着新语境的建立,从而为化学种类更合理的命名与分类开拓了新的平台。伴随着理论的不同背景环境、不同研究者的认知条件、不同的社会和历史因素,形成了不同阶段语境化的命名和分类模式。纷繁复杂的有机化合物的命名凭借IUPAC命名法(2)IUPAC命名法是系统命名有机化合物的方法,由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)制定。走向系统化;各种各样的元素凭借周期表井然有序地排布于其中——但这恰恰并不能成为自然种类范例的佐证。化学种类表现出的有序性、明晰性和规律性是建立在一定语境基础上的,如有机化合物的命名是由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)制定的,最近一次的修订是在1993年;元素周期表是基于特定的历史语境而被“制定”的,并且元素周期表的形式并不唯一,除了教科书式的门捷列夫元素周期表,还有左阶元素周期表(3)查尔斯·珍妮特(Charles Janet)于1929年首次提出“左阶元素周期表”(left-step periodic table)。等其他形式的元素周期表。当然,这并不是说它们完全是依赖于科学家的旨趣、智力活动或历史发展而形成的,我们更应当认识到由于微观结构特性的差异性而表现出的宏观上的有序性、明晰性和规律性。

综上所述,语境视域下的化学种类,首先凭借依赖于背景条件的语境实体,使“微观结构特性”在化学中的认识论地位得以保留,继续成为认识和理解化学的坚实支架,而不至于沦为形而上本质观念的“陪葬品”;其次,化学反应性与微观结构特性之间的温和关系被进一步表述为具有协变性、非还原性、可预测性的随附关系,更符合化学表征的诉求;最后,化学种类的命名和分类因不同的语境而具有不同的命名和分类标准,不同分类标准可以在不同语境中体现不同价值。总之,化学种类不是完全独立于人们的兴趣或智力活动的真正的自然种类,化学种类的命名和分类是依赖于特定语境的,是在特定的语境中得以确立和实现的,撇开语境来讨论化学中自然种类的问题是不现实的。