化学检验方法的运用

这里主要是探讨化学理论检验活动或“化学检验的逻辑运用”范围的合理性问题。随着化学从收集材料转向整理材料（始于18世纪与19世纪之交），化学走进了理论领域，并越来越成为一门“思维着的科学”。显然，只要化学在思维着，它的发展形式就是化学假说。从这个意义上说，所谓对化学理论的检验实质上也就是对化学假说的检验问题。化学假说是指对于化学物质、化学现象及其本质、规律或原因的某种推测性的说明方式或解释。这种解释化学事实的理论（它的发展形式即化学假说）通常是多元的。例如，对于物质燃烧这个事实既可能用燃素说来解释，也可能用氧化说来解释。
     那么，究竟要选择哪一种解释呢？或者说应当接受哪一个理论和应当拒斥哪一个理论呢？这就是化学理论的证实与证伪问题，或对化学假说的肯定性验证和否定性验证问题。①关于对假说的否定性验证（即化学理论的证伪），运用逻辑学中的否定推理，可以使得对假说的否定性验证简单易行。因为这种推理能保证全称陈述为单称陈述所否证。如果用t表示全称陈述，用P表示由t演绎出的单称陈述，则否定后件推理可以表示为：[(tp) p]⊃⊃～～t例如，在承认燃素是有重量的物理实体的前提下，我们可以从“一切燃烧过程都可以归结为燃素的吸收或释放”这一全称陈述（t），演绎出“铁的煅烧是铁释放燃素的过程”这一单称陈述（p）。考察p，铁释放燃素变为灰渣（铁—燃素=灰渣），燃烧后应该减重。但实验结果是铁燃烧后增重。（～p）据此得知，把一切燃烧过程归结为燃素的吸收或释放是错误的（～t）。这样，燃素说就得到了否定性的验证。诚然，并非所有化学假说都那么容易得到否定性的验证，并非所有理论都那么容易证伪。
     在这里，还存在着复杂性的一面，表现之一就是化学理论具有“韧性”。当一个化学理论的检验出现同实验事实相反（或发现同预测相反的事例）时，只要相应地对这个理论作某些修改，或者作出新的辅助性假说为它辩护，就可以继续存在下去，以待新的检验。例如元素周期律于1869年提出后，尽管门捷列夫预言了类铝、类硼、类硅等元素并得到证实，但当时并未预见到惰性元素的存在，并且也没有能满意地解释元素依原子量递增顺序发生颠倒的事实。然而这也并未使元素周期律得到证伪，而是促进了元素周期系理论的发展。化学理论证伪的复杂性，其表现之二是在于一个化学理论未取得确证，并不意味着它已被完全证伪，而永远被拒斥于化学知识大厦之门外。例如：古代的炼金术理论尽管被淘汰，但作为其合理性的部分——“一种元素可转化为另一种元素”，并不因此就被证伪。到了原子能时代，该合理部分却被确证了，进而被接纳进科学知识的大厦之内。
     关于对化学假说的肯定性验证（即化学理论的证实），传统逻辑学认为，对假说的肯定性验证有三种方法：①（1）假说所论及的潜在根据，随着时间的推移变得可以通过观察和实验进行检验。现代物理学和化学对原子假说及分子假说的肯定性验证就是一个例征。（2）在同一研究领域内并存的多个假说中，除一个外都得到了否定性的验证，则剩下的这一假说是可以接受的，可称此法为“排除法”或“逆证法”。例如，在探索元素性质与原子量关系的过程中曾提出众多假说，诸如三素组、六元素表、八音律、元素周期律等，结果除门捷列夫的元素周期律外都得到了否定性的验证。这样，剩下的元素周期律就成为可接受的和公认的，即得到了肯定性的验证。（3）从某些更普遍的原理中推演出被检验的假说。这种方法可称为对假说的理论证明。在道尔顿的原子理论建立以后，当量定律、定组成定律、倍比定律等描述性假说就成为其推论，因而可以认为这些描述性假说获得了理论证明。同理，盖斯定律作为假说的提出尽管早于能量守恒原理，但只是在热力学理论建立并从中推演出盖斯定律以后，才最终获得了理论证明。
     总之，化学理论在检验过程中（无论是证实还是证伪）都存在着复杂性。因此，从严格意义上说，那种试图通过有限数目的观察和实验，想要最终证实某种化学理论或普遍定律、原理是不可能的。同样，想要明确地最终证伪也是不可能的。研究化学理论的证实和证伪的合理性问题，比较切实有效的途径和方向则是应当把对证据的定量分析与定性分析结合起来，把静态考察和动态考察统一起来，以便能够从实验技术的历史发展和理论竞争的历史发展中来探讨化学理论的证实和证伪的合理性标准问题。