关于化学反应的哲学奥秘

化学反应在认识自然和维持生命方面的重要性怎么强调都不为过。从生火、发酵面包，到呼吸、开发拯救生命的药物，再到造成(但也要应对)气候变化，几乎所有活动都是自然发生或人为化学反应的结果。

然而哲学家们对化学反应的研究并不像对化学的其他方面那样多。在某种程度上，这是因为一个隐含的假设，即理解化学和量子力学性质足以解释它们如何反应。事实上，这是合理的:反应物相互作用的方式是由组成它们的元素的性质决定的。

然而，研究反应引发了围绕哲学中最有趣的问题之一的讨论:因果关系。从形式上讲，因果关系是指一对事件、实体或事实之间的时空关系，即第一个事件可能导致第二个事件的发生。这提出的一个主要问题是，世界上的每件事是否都有其发生的原因。在这种情况下，柏拉图声称“任何事物的形成或变化都是由于某种原因;因为没有什么是没有原因的。¹

相关性还是因果关系?

在很长一段时间里，哲学家们相信，在原因的本质中，有某种东西将原因与其结果紧密地联系在一起。然而，大卫·休谟改变了这一点。²他指出，人们实际上并没有经验地观察到事件之间的密切联系，而仅仅是它们成对出现的规律。原因和结果之间没有必然的联系——在它们的本质上，没有任何东西需要结果跟随它的原因。基于此，伯特兰·罗素有句名言这种因果关系是“过去时代的遗物，像君主制一样幸存下来，只是因为它被错误地认为是无害的”。^3.

但这和化学反应有什么关系呢?化学反应陈述看起来很像因果关系的特殊情况。每一种表述都确定了两组物质之间的关系，这样，当第一组物质出现时，第二组物质就会随之出现。比如说，当氢分子和氧分子在适当的热力学条件下结合在一起时，就会产生水。把反应看作因果关系的例子，揭示了因果关系和反应之间迷人的奥秘。

例如，关于反应的化学和物理知识可以用来破坏休谟对因果关系的态度。能够根据反应物的性质详细地解释反应，可以构成因果之间实质性联系的经验证据。在这种情况下，科学可以说是提供了一种解释，说明原因的本质(用反应物的内部构成来解释)如何导致结果的产生。

促进对话

关于反应的另一个谜团是，什么才是真正的因果关系。最明显的答案似乎是反应物产生生成物。然而，反应物的存在并不足以保证产物的形成。需要适当的热力学条件，也可能需要添加催化剂。在考虑因果关系时，催化剂特别有趣。它们是一种化学物质，当它们存在时，可以在不改变总体标准吉布斯能的情况下增加反应速率。鉴于此，它们的存在可以说在一定程度上引起了反应，尽管它们并没有实质性地参与反应(因为它们没有转化为产品)。

此外，与经典的因果关系不同，化学反应不是因果关系化学物质不可逆地转化为它们的产物(比如一块石头会不可逆地打碎一扇窗户)。相反，它是一个动态过程，一旦它达到平衡，就会导致从反应物到生成物的连续转换状态，反之亦然。这很有趣，因为它表明了因果循环的存在;这是对因果关系的主要挑战，因为这些因果关系要求原因发生的时间早于结果。

尽管罗素希望如此，但因果关系的讨论在我们的日常语言中无处不在。以至于我们大多忽视了我们所拥有的经验证据，这些证据表明，在我们生活的不同方面存在着这种实质性的关系。化学——尤其是化学反应——提供了一个独特的视角，通过这个视角，我们可以进一步探索极其常见但又非常神秘的因果关系。