哲學和科學概念的原子論既有密不可分的一致性，也有歷史認識的差異性。哲學概念的原子論首先由古希臘的樸素唯物主義哲學家留基伯和德謨克利特提出，伊壁鳩魯分析了原子的重量和運動形式，他將留基伯和德謨克利特的原子論發展到更高、更完善的水平。青年馬克思在自己的博士論文《德謨克利特自然哲學和伊壁鳩魯自然哲學的區別》中論述了兩人的自然哲學觀。德謨克利特認為自然世界由原子和虛空兩大部分組成，物質、甚至人的靈魂由最小的、不可再分割的原子組成，“原子”的含義指的是最小單位。德謨克利特建立了物質和靈魂原子論的共有屬性、或者物質和靈魂符合哲學原子論的“等效原理”。德謨克利特的原子論可能是近代笛卡爾“二元論”哲學的來源，萬物有靈論和量子科學的“量子意識論”、“宇宙意識論”可能與原子論包含的“靈魂不滅論”有關，德謨克利特認為整個自然之所以是永恆的、不滅的，這是由於組成整個自然的原子是永恆的、不滅的。德謨克利特唯物主義的原子論包含了唯心主義的“要素”，從靈魂由原子組成和原子不滅論出發，我們可以推導靈魂的不滅性，如果我們的世界被“物質原子”和“靈魂原子”包圍，那麼萬物有靈性就能成為合理的哲學理論，然而，沒有一位哲學史家會認為德謨克利特是“二元主義者”，青年馬克思沒有在博士論文中探討笛卡爾“二元論”與德謨克利特原子論的關聯。
科學概念的原子論首先由英國物理學家道爾頓在1803年提出。從經典物理到量子物理的原子論，眾多“可圈可點”的物理學家為“科學原子論”的形成做出了令人驚歎的貢獻，比如：法拉第在1833年提出了電解定律，證明了中性原子的內部帶電；克魯克斯在1879年發現了真空管內的陰極射線；哥德斯坦在1886年發現了放電管內的陽極射線；湯姆遜在1897年發現了電子，測量了電子的電荷和質量的比值、或荷質比；密力根在1909年通過“油滴實驗”測量了電子的帶電量；原子“行星結構”的創立者、英國物理學家盧瑟福在1911年通過“阿爾法粒子散射實驗”證明了原子內部存在原子核，電子在原子核周圍旋轉，原子核帶正電、它的質量相對於原子極大、體積極小；而電子帶負電、它的質量和體積相對於原子極小。盧瑟福和他的助手在卡文迪許實驗室進行了阿爾法射線實驗，初步證實了原子結構的“行星系模型”或“太陽系模型”，之後的物理學家對盧瑟福的原子模型進行了改進，丹麥的年輕科學家尼爾斯·波爾對盧瑟福模型進行了量子化的處理，提出了原子核外的“量子軌道”或“量子能級”概念，波爾的原子模型開創了對原子結構進行量化化解釋的時代。
電子在原子核電磁力的作用下不會“隨時隨地”地跌落到原子核上，這是因為電子在量子軌道之間的“跳躍”是“一級一級”地進行，就像普朗克設想的黑體輻射能量是“一份一份”地發生一樣，電子在能級軌道的跳動和輻射能量間斷性的傳播符合哲學量子論的“等效原理”，或者波爾對能級結構和普朗克對輻射能傳播方式的解釋符合哲學量子論的“等效原理”。波爾比盧瑟福的原子模型更為深刻地解釋了原子結構的穩定性，就像天體物理學家用引力解釋了太陽系結構的穩定性一樣，原子物理學家用原子核和電子之間的電磁力解釋了原子結構的穩定，但是，電子在原子核周圍的高速運動產生了相對論效應，電子在能級軌道的“躍遷”或者吸收、或是釋放了光子的能量，這些因素將導致原子結構的失穩，僅靠經典的電磁理論不能很好地解釋原子結構的穩定性。波爾在1913年提出了氫原子結構的模型，成功地解釋了氫原子的譜線，他的量子化原子結構理論啟發了美籍意大利物理學家沃爾夫岡·泡利，泡利在1925年提出了量子力學的“泡利不相容原理”，即：原子核周圍的電子總是傾向於佔有能級低的軌道，只有當能級低的軌道佔滿後才可能依次排列在能級高的軌道。原子結構的“泡利模型”解決了原子核外電子的排列問題、從而解釋了原子結構的穩定。波爾和泡利的原子模型符合哲學穩定論的“等效原理”和“互補原理”。
物理學家對原子運動和原子結構的認識沒有完結，“愛因斯坦學派”的主要人物有愛因斯坦、普朗克、德布羅意、薛定諤；“波爾學派”或“哥本哈根學派”的主要人物有波爾、波恩、海森堡、泡利、狄拉克。哲學和科學概念的原子論存在歷史認識的差別，古希臘的留基伯、德謨克利特和伊壁鳩魯從哲學上定義了原子或“元子”，原子構成了自然物質最小的、或不可分割的最小成分。科學原子論之父、英國化學家、物理學家約翰·道爾頓在1803年第一次發表了所有物質由原子構成的“原子說”，1808年，他在《化學哲學新體系》一書中指明瞭原子在化學反應前後屬性不變的事實，但是，道爾頓的原子論存在一些缺陷，他認為不同元素的原子在牛頓的萬有引力作用下排列起來，不同元素的原子組成化合物，原子是組成物質的“終極粒子”。英國物理學家湯姆遜在1897年發現了電子，通過測量電子的質量和電荷的比值，他發現電子是一種比原子小得多的粒子，電子的屬性表明了原子不是組成物質的最小單位，湯姆遜的發現拉開了原子物理通往粒子物理的“大門”。我們現在知道，將相同和不相同的原子組合為分子的作用力不是萬有引力，而是電磁力，這種電磁力以化學鍵的形式將原子結合為分子。
從原子結構的經典物理學觀點來看，自從盧瑟福創立了原子結構的“行星系模型”或“太陽系模型”以來，人們在微觀的原子結構和宏觀的太陽系結構之間發現了驚人的相似性，或者微觀的原子結構和宏觀的恆星結構符合哲學結構論的“等效原理”，電子圍繞原子核旋轉就像地球和太陽系的其它行星圍繞太陽旋轉，人們驚訝於微觀和宏觀世界的相似性，似乎有一種未知的神秘力量將“兩個世界”融合在一個統一的體系中，世界的統一性似乎有結構相似性性的基礎。原子和太陽系結構的相似性表現在多個方面，比如：原子核的質量佔到整個原子質量的99.96%，而太陽佔到整個太陽系質量的99.86%，原子核和太陽的質量佔比基本一致；太陽系的各大行星依靠萬有引力的作用圍繞太陽旋轉，而一層層的核外電子依靠電磁力的作用圍繞原子核旋轉，萬有引力和電磁力都遵循平方反比定律，兩種力的大小與物體或電荷體之間的距離平方成反比關係，或者萬有引力和電磁力公式符合哲學形式論的“等效原理”。十九世紀初的英國詩人威廉·布萊克在詩歌“從一顆沙子看世界”中寫到，“在一顆沙子中見一個世界，在一朵鮮花中見一片天空”，布萊克用浪漫的詩歌語言表達了微小和宏大世界在物理和藝術屬性的某種一致性。
從原子結構的量子物理學觀點來看，盧瑟福在1911年提出的原子結構“太陽系模型”遇到了難以克服的問題，電子和原子核相互吸引，電子在原子核周圍的高速旋轉不可持續，在一毫秒的時間之內會旋進原子核，即使電子沒有旋進原子核，電子和電子之間的“異性相斥”作用也會將電子拋出它們所在的旋轉軌道。物理學家波爾於是將普朗克的量子論融入盧瑟福的原子模型，波爾開啟了原子結構量子化解釋的序幕，在1913年發表了量子化原子結構的論文《論原子構造和分子構造》的三個部分，他用原子的能級結構或電子在核外的量子軌道解釋了電子“躍遷”和原子結構的穩定性，由於提出了原子結構的“波爾模型”，他取得了1922年的諾貝爾物理學獎，由此獲得了“原子之父”的稱號，最早的一位“原子之父”則是英國化學家道爾頓。“波爾模型”不能解釋原子結構和原子輻射的所有問題，後來的量子物理學家薛定諤和海森堡，泡利和狄拉克對波爾模型進行了“二次量子化”的改進，從而形成了更為完善的原子模型理論。有科學史家提出了一種“非主流”觀點，廣義相對論不是人類科學史上最偉大的理論，最偉大的理論是持續改進的原子模型，如果整個世界到了毀滅的時候，有科學史家認為最值得人們銘記和珍惜的科學發現應該是原子理論。原子和太陽系結構的差異表現在量子化，兩種結構形式上的等效性和內容上的差異性構成了“二重性”，這一屬性是物質結構形成的法則。
（宇哲手稿：鄧如山
時間：2018-11-26）
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