[拼音]:huaxue zhexue wenti
[外文]:philosophical problems in chemistry
化学从它的萌芽时期开始就与哲学相联系着。古代的炼丹术和炼金术既是一种自然哲学,又包含着化学的原始形式。古希腊德谟克利特的原子论和亚里士多德的四元素说等包含着关于物质组成的初步猜测。近代R.波义耳的化学元素概念、A.L.拉瓦锡的质量守恒定律和J.道尔顿的原子论为18世纪唯物主义提供了自然科学的支柱;有机物的合成,化学元素周期律(见元素周期律)的发现等成就与其他领域的科学成就一起,日益展现出一幅自然界的辩证发展图景。化学正创造出各种各样甚至连自然界都没有的新物质,加深了人们对物质形态的认识,丰富了自然界辩证发展图景的绚丽画面。
化学过程的本质化学是从物质的组成、结构、性质方面研究各种物质相互转变的科学,现代化学研究主要是在原子-分子水平上进行的。也有人认为,科学研究范围只限于分子层次,因此化学也可以称为分子的科学。根据目前科学水平所达到的认识,化学过程的本质是建立在电磁相互作用基础上的化合与分解。一切化学过程所遵从的最普遍规律是质量守恒定律,一切化学过程的结果都实现了物质的根本转变,并伴有新物质的生成。在这一点上它与一般物理过程不同。物理过程通常不造成物质的破坏和转变,即使发生了物质的破坏和转变,其目的也在于探寻物质运动的基本规律,而不是为了制造新物质。正是在这个意义上,可以把化学和物理学区别开来。物理过程是化学过程的基础,两者又是密不可分的。在历史上,化学与物理学是相互促进的。例如,在化学原子论基础上物理学才得以进入微观领域;化学元素周期律促进了原子物理学对原子结构的研究。而微观物理学的成就又为现代理论化学(量子化学)提供了概念基础和方法。在研究微观物质的结构方面,两者更是紧密合作,难分难解。
化学理论的客观性化学理论归根结柢是对客观实在的反映,化学原子论的发展历史为这一结论提供了有力的例证。古代原子论是思辨的。道尔顿在总结当时所知的化学变化中的经验定律的基础上,提出了科学的原子论。过了30年左右,德国物理化学家W.奥斯特瓦尔德运用能量转化的观点成功地解释了化学催化现象,而道尔顿的原子论在当时尚难做到这一点。因而奥斯特瓦尔德否认原子的真实性,并进而主张把物质概念,包括原子概念,从科学中排除出去。由此形成了两种对立的状况,一方面,原子论已为大多数化学家所接受,并用以指导化学工作;另一方面,原子的真实性又受到怀疑甚至否定,原子论的客观性面临挑战。20世纪初,原子、分子的真实性从实验上确立以后,原子论的客观性才终于被证实,从而打击了否认化学理论是客观事物和规律的反映,只把它视为主观工具的工具主义观点,也批判了把化学理论当作纯粹思维产物的唯心主义主张。在量子力学原理和化学经验事实相结合基础上产生的量子化学,由于在实际应用中暂时只能用近似的方法,于是又出现了量子化学理论是否反映某种真实东西的疑问。对于量子化学理论反映的是微观客体的真实状态和运动规律,还是一种纯粹的描述方式;它是否只是真实的实验,而并不代表真正的存在等问题,还须要在认识论的基础上深入探讨。
化学进化和生命现代高能天体物理学研究表明,化学元素具有起源和发展的历史。天体演化学、化学和生物学的研究表明,生命的发生是自然界物质运动到一定阶段的产物,它的发展包含着一个由量变到质变,由非生命物质经由化学进化到生命物质的辩证发展过程。
由化学进化到生命主要有四个阶段:第一阶段,由无机分子生成有机小分子;第二阶段,由有机小分子生成生物大分子;第三阶段,由生物大分子组成多分子体系;之后阶段,由生物大分子组成的多分子体系发展为原始生命。这些阶段的确立基本上还是一种假说,但从对化石和陨石的分析、星际小分子的发现以及模拟实验和人工合成等结果看,在原始地球的条件下,化学进化的这几个阶段的自然发生是合理的。这种由低级向高级、由简单到复杂的化学进化特点,使进化后期的分子在反应过程中出现自组织现象和维持化学振荡而形成的有序结构。生物大分子蛋白质、核酸等通过与其周围环境进行物质、能量和信息交换,形成耗散结构(见耗散结构理论),并逐渐生成生物体。
对化学进化的研究促进了对生命起源和生命本质的认识,有助于弄清物质从非生物到生物的发展途径,弄清楚从化学运动形式向生物运动形式的过渡。化学是生物的基础。随着生物学研究深入到分子水平而出现了分子生物学,导致了生物学的巨大变革。分子生物学就是在分子和原子水平上研究生物物质(核酸、蛋白质)的结构及其作用机制的科学,这种研究一刻也离不开化学。生命的本质一般都与化学反应过程相联系。新近发展起来的生物工程,尤其是基因工程,就需要生物学家和化学家的紧密合作才能完成。
化学与人工物质人类靠着世代经验的积累而学会利用自然物。在漫长的时间里,人们主要接触的是自然界本身存在的“天然物质”,象石头、木材等,或者是从自然物中分离出来的某些东西,象钢铁、焦炭等。化学和化学工业的产生和发展,使人类不但能继续利用和分离“天然物质”,而且能合成出“人工物质”,生产出各种特殊性能的合金、合成纤维、合成橡胶、合成药物等等。由于化学的主要任务是实现物质的转变,直至按人们的意愿依据自然规律创制出自然界所没有的物质,因而它大大地丰富了人们对物质形态的认识。化学科学已经渗入到现代社会生产的一切部门和人类生活的各个领域,人们通过化学方法制造各种人工物质,以满足多种多样的物质生活和精神生活的需要,也大大促进了人工自然的形成和发展,并日益引起人类生产方式和思维方式的变革,推动着哲学的发展。
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