为什么我们还是化学?

当量子力学出现在20世纪初,许多人认为这只不过意味着物理学是现在需要理解化学现象。正如保罗·狄拉克所说:“底层物理定律所必需的数学理论…整个化学因此完全清楚。”¹

在哲学,这想法是与减少的概念表达,更基本的科学演绎特殊科学的语句(包括化学)²。减少被送往暗示有一天,我们不需要化学来解释化学现象:化学将消除作为理解世界的一种手段。

一些哲学家认为,量子力学化学原则上可以得到一切

量子力学化学以有形的方式必然有影响。最明显的方式是其那么些的波动方式实体,量子化的能级和旋转的概念纳入化学原子的的形象。³此外,出现了一个新的领域——量子化学——采用量子模型来预测和解释化学现象。⁴

然而,量子化学还没有替换或消除化学的其他分支。如果有的话,化学作为一个整体继续证明其独特的价值,生产有价值的知识和重要的生物学意义,药物设计,甚至神经心理学。为什么这个预言没有实现——为什么我们仍然化学吗?

化学的持久的目的

一些哲学家认为,量子力学在原则上可以获得一切化学,实际上是很难做的。对他们来说,我们仍然做化学的原因是我们没有计算手段解决大分子的薛定谔方程,在复杂的环境条件。(这样的计算将在未来的某一天有可能引发了一些有趣的形而上学的问题,但这是另一篇文章)。

其他哲学家相信化学的持久性不仅仅是一种实际的困难:它表明两者之间的根本区别。每一个科学的概念、方法和表征不同如此彻底,这几乎是徒劳的寻找他们之间的连接。每个科学独特的研究目标,发现世界是如何超越。

科学是关心的问题超越发现物质的结构

例如,化学的核心目的是合成的新化合物。这个工作不是主要关心如何探索底层物理定律支配化合物之间的相互作用,而是建立一个特定的物质。原子和分子模型,用于此目的开发和评估他们在实现这一目标的工具。另一方面,量子模型开发不同的因为它们不是主要用于制造新的化合物,而是照亮潜在的结构实体。每一个科学的模型和概念部分由其独特的目的。哲学,这通常意味着不管事实是由每个科学对世界的发现,是在某种意义上与其他科学的真理无关。⁵此外,它总是会表明,化学科学实践的一部分,鉴于科学关心的问题超越发现物质的结构。

另一个假定的原因我们还在做化学物理世界是结构化的方式是不足以描述它。化学实体和属性不仅仅是由物理的东西:他们是超过物理。这真的意味着什么是一个非常困难的问题和哲学家强烈不同意如何回答的方式正义化学和量子物理学。一个流行的观点是,化学性质强烈摆脱底层物理举动。⁶例如,分子结构强烈地出现,它并非完全取决于分子的物理实体是如何交互的。相反,它是相反的!结构部分决定了整个分子的物理实体的行为部分。这意味着分子结构存在于水平无法描述单靠物理-化学层面。

我相信真相介于两者中间。一方面,物理进步是极其有价值的化学:最好的解释是,物理和化学物质密切相关。另一方面,化学作用,物理是——至少现在不能接管。我们所能说的就是,两个物理和化学世界为一个统一的形象,也不是自己能够这样一个丰富的理解。

探索这些差异包括解决语义、概念认知和形而上学的问题,以及科学本身的细节。虽然没有单一的答案,为什么我们还在做化学,有一个重要的哲学问这个问题的目的。