一个原子是什么?

通常建议什么似乎是一个生物学家的一个基本公理是可笑的模糊,一个物理学家。物理的声誉还原论者严谨溶解在面对什么数学家需求的一个基本概念。和哲学家——这里我说从最近的令人眼花缭乱的经验在一个研讨会上量子基金会——把事情再另一个层面。伯特兰·罗素曾试图建立基本的算术逻辑原则的数学原理(1910 - 13),这需要360页证明1 + 1 = 2。一个几乎可以任何形式的关于知识没有哲学家提高眉毛什么你是理所当然的。

务实的科学家的反应可能是谁在乎,只要你的理论很好地预测吗?但偶尔有价值提醒你每天使用的概念不加考虑可能比你想象的更安全、准确。

当然是一个警告的声音小而选择社会致力于化学,哲学所提供的快照新的选集化学哲学的论文编辑埃里克Scerri和格兰特费舍尔。¹这本书反映了Scerri的关注特别是量子物理与化学的方式出现。都是化学——包括完整的元素周期表的结构——完全可约(至少在原则上)物理,还是有其独特的规律和概念吗?Scerri自己比他更看好这个项目曾经是(“我认为我们anti-reductionist索赔可能被缩小,”他写道,虽然我想象许多化学家们会认为这有些沮丧。

在鞍

这些问题也出现在预印本,一壶酒Shahbazian Shahid Beheshti说大学的伊朗——这可能被视为一种探索问题的“究竟什么是原子?”²的一个问题,分子中原子的量子理论(Qtaim)声称回答。³由已故的理查德·贝德几十年来理论试图建立一个严谨、化学键的完整描述,它表示债券的规定连续表面电子密度的拓扑量子力学。具体地说,两个核中心保税如果电子密度之间包含一个鞍点:一种坳maxima在两个方向上和最低在第三。

这种拓扑分区空间分成盆地脊-流动分离的电子密度,并且每个盆地可以被认为是一个原子。这个定义一个原子,工会的吸引子及其相关盆地”,看起来很不同的学生通常学习,从最化学家想象构建和分析分子。最引人注目的是,任何元素的原子有不同的性格和形状在不同的分子:理论化学家和Qtaim提倡保罗Popelier所说,“有成千上万的碳原子(分子),因为每个原子的特定化学分子环境。”³Popelier,证明了“丰富的化学”,但它是有争议的一个有机化学家是否会找到一个可行的命题。

量子的挑战

也有一些关于Qtaim本身的开放式问题。Shahbazian最新的预印本一起带来了这些问题,提供一种挑战,对于那些希望看到这个理论作为我们的分子概念的基石。简而言之,巴德的拓扑定义并不能保证只包括那些nucleus-centred盆地,我们想当作真正的原子;我们可以用额外的约束公理,声称被“自然”在某种意义上吗?

Shahbazian提出猜想关于量子描述(太复杂,包括这里)可能提供这样的约束。然而,他承认没有现有的证据证明它是正确的,一看它的复杂性可能会引起响应的肯定一个原子的概念不应该停留在如此复杂的东西!”

这不是对Qtaim结束的挑战。它是建立在电子和原子核的描述为实体交互coulombically:那么non-coulombic交互(如磁的)功能在某些系统?⁵Shahbazian承认这个理论不成立在这种审查,至少没有对势能函数做一些特别的假设。

还有问题的拓扑定义原子是否能可靠地和独特定义它的状态——又一次,答案是模棱两可的,如何处理拓扑原子作为开放系统,自由地与环境交换物质和能量。

这些都是技术问题,但他们也一定程度上哲学的,例如关心的自然种类的争论的问题和我们的需求我们的科学理论。⁶Shahbazian的分析是一个谦逊的练习(Qtaim臭名昭著的好斗的创始人并不是通常已知)。Qtaim,他说,必须被视为一个持续的“研究项目”,而不是一个“封闭”的理论。“听,听。