显而易见的答案加上复杂的解释

男人看着涟漪反射在上帆船

来源:©Rebecca Hendin/Ikon Images

界定水并非一帆风顺

水是H2O在化学中是一个既定的事实。然而,在哲学领域,这一说法引发了许多争论和分歧。我并不是在暗示哲学家质疑水是由氢组成的科学事实2O分子。但是,他们就这一声明提出的问题是相当有趣和难以解决的。

希拉里·普特南(Hilary Putnam)提出了哲学上最著名的思想实验之一孪生地球实验。假设我们生活在一个不知道水的元素组成的时代(就像我们曾经做过的那样)。再假设有一个世界,在所有方面都与我们的世界相同,只有一点不同。这种看起来、闻起来和我们在地球上使用的水一样的液体——在地球上也被称为水——是由化合物XYZ而不是H组成的2啊,不为大家所知。我们是否可以说,在两个地球上,当我们谈论水时,我们指的是同一个东西?

这个问题引发了关于语言和形而上学的讨论。关于语言,普特南的思想实验旨在表明“意义并不存在于头脑中”。1我们对水的描述并不能完全说明水的意义,而且这些描述即使不是错误的,也往往是不完整的。相反,根据语义外部论,术语的意义在一定程度上是由外部环境决定的。也就是说,“水”指的是我们所指的液体。在双胞胎地球上,人们指的是与地球上不同的物质,所以“水”这个词在两个世界中有不同的含义,即使我们对它的描述相同。

水是什么?

形而上学的问题涉及我们在科学中假定的分类。科学之所以有价值,是因为它通过引用适用于一系列实例的一般概念,成功地解释了具体的事实。当科学家们说,在标准热力学条件下,水在100°C沸腾时,他们并不意味着在特定地点和时间的某一杯水具有这种性质。相反,他们声称世界上的一组事物似乎都以相似的方式表现——至少在某些方面。

这就引出了形而上学中的一个流行观点;的自然种类.这些是独立于我们如何看待它们而存在的分组或分类。对比,例如善良的水和善良的钱。我们在金融交易中承认的货币完全是人为的:我们可以集体决定银币是货币,或者用鹅卵石或树叶代替。但我们不能决定什么东西是水的实例:河流、海洋或湖泊中的物质都将是水,不管我们是否这样称呼它们。

以确定我们在科学中使用的概念反映了自然分类在世界上,重要的是要找到是否有一种共同的属性,将某种类型的所有成员组合在一起,以及这是一种什么样的属性(例如,它是自然属性还是人工属性?)2在水的例子中,最初的想法是统一的性质是微观结构:所有的水都是由H组成的2O分子。这个视图叫做显微结构的本质主义3.

然而,这种观点引发了批评。一些人认为微观结构本质论忽视了具有相同元素结构的物质之间可观察到的差异。例如,仅通过指定水的元素组成,我们无法区分由氢和氧的同位素变体组成的有毒液体和我们标准称为水的无毒可饮用液体。此外,物质的微观结构取决于它的相以及它的热力学条件。例如,H2O分子之间动态相互作用(来回转化为H离子3.O+噢,-)在不同相下是不同的,离子浓度的变化取决于样品的热力学条件。4事实上,仅在固态就有22种不同的H2O随着研究不断发现水的新形式!这表明,水没有单一的独特微观结构,而是微观结构的变化。

绝好的机会

茱莉亚Bursten进一步补充说,我们考虑物质的尺度对物质的可观察性质产生了影响,使得元素组成的规格不够。她引用的例子是黄金。她认为,金原子的大小、维度和形状的差异导致了其性质的重要可观察到的差异。这进一步加强了反对微观结构本质主义的问题,因为“所有这些都是在说,我收集的金原子的宏观性质,仅通过指定所涉及的原子的身份来决定”。5

这些考虑导致一些哲学家认为水不是H2O(金不是Au)。因此,有些人只是想指出,除了微观结构以外,某种物质要成为水这类物质的一员,还必须具备其他一些性质。其他人则认为,微观结构甚至不需要挑选出水的实例。

是否有另一种方法可以将物质实例分组?

然而,也有反对意见希望维持微观结构本质主义的精神。首先,微观结构不仅指物质的元素组成,还可以包括有关原子连通性、同位素和分子结构的结构信息。此外,罗宾·亨德利声称,“水是H。2O’不应被理解为假定一个简单的恒等关系。相反,它指定了决定物质性质的成分。这些性质可能不完全由水的元素组成决定,部分受到其他(宏观)参数的影响,但仍然有一种元素组成具有本体论优先权的感觉:它是水的必要特征。在这种情况下,亨得利维护那就是H2氧是唯一与水有关的化学要求;这是成为水的唯一必要条件。”6

这些难题是否脱离了科学和化学家们忙于解决的日常问题?不是真的!取元素周期表.根据原子序数对元素进行分类的决定——不考虑同位素的差异——导致了对物质的非常具体的分类。从自然种类的角度来看,问题是这种分类是否对应于一种独立于我们如何想象的物质组织。是否有另一种方法可以将物质实例分组?如果是这样,这对我们对世界的看法有什么影响呢?此外,思考这些谜题是有价值的,因为它们揭示了当我们说出“水是H”这样的句子时可能产生的潜在误解2O’。至少,这些讨论提醒我们在理解化学现象时所涉及的复杂性和我们经常做的过度简化。