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化学与哲学（从化学中看哲学！）
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人类智慧始于哲学探讨，终于哲学研究。作为智慧之学的哲学，无时不在、无处不在的延续于人类的知识体系之中。化学衍生于知识之母的哲学，而高度分化和专业化发展，终需回归到哲学的思考。 首先，让我们来看一下化学的哲学涵义 在我们从历史的视野去扫描化学的发展轨迹时，会显然地感受到哲学的意蕴。古代化学知识，尤其是见于文字的化学知识的描述无不以哲学的面貌出现，并不存在独立的化学文献。比如从柏拉图的《蒂迈欧篇》，亚里士多德的《气象学》，老子的《道德经》，墨家的《墨经》等古代名篇中，获知先人们对自然化学的认识。从中国的《道藏经》，阿拉伯的《论灵魂》，欧洲的《哲学花园》等哲学论著中获知炼金术的来龙去脉。这个时期的化学知识无不留下哲学的烙印。燃素说的奠基者贝克尔的代表作是《地下的自然哲学》；近代气体化学之父、氧气的发现者普里斯特里的代表作《各种空气以及自然哲学的其他分支的实验及观察》；近代化学之父道尔顿《化学哲学的新体系》；戴维的《化学和哲学研究》、化学哲学原理》；康尼查罗的《化学哲学教程概要》；法国化学领袖杜马的代表作《化学哲学讲义》。这些论著只是以书名的形式表达了化学哲学的意蕴，他们所表达的主要还使实证的化学观点和学说，只是在其中包含和渗透了一些哲学思想，而有一些化学家的具体科学研究充斥了哲学思想，如波义尔的化学元素论，门捷列夫的化学元素周期律的发现。 化学哲学是研究化学中的哲学问题的一门科学，是以化学为研究对象的哲学，是化学与哲学相互交叉形成的科学。换句话说，化学哲学以化学科学中具有世界观和方法论意义的一般理论问题为研究对象，以化学哲学的本体论、认识论和方法论为主要研究领域。 化学哲学研究的一些重要问题： 1、化学哲学基本问题2、化学科学的对象、特点，地位和作用 3、化学思想史研究4、化学革命5、原子的实在性 6、共振论的实在性7、量子化学的哲学问题8、化学复杂系统 其次，我们来了解一下化学发展 化学发展是一个曲折坎坷的动态过程，其中化学革命是石破天惊的化学重大事件，极大地促进了化学的飞跃。了解和研究化学革命有助于我们认识和把握化学的历史发展及其规律，推动并促进未来化学革命的产生和发展。 化学革命是化学主导理论的转折性建构。 化学历史发展的几个阶段： 1、古代至波义尔确立化学科学之前的化学史前时期。 2、波义尔确立化学科学至燃素说被推翻以前的化学古典时期。 3、拉瓦锡建立氧化说至原子结构理论建立以前的化学近代时期。 4、原子结构理论确立以后至今的化学现代时期。 化学发展经历了两次化学革命： 第一次化学革命：从燃素学说到氧化学说 化学发展离不开火（因为当时已知的所有化学反应都同燃烧现象有关）。火是化学的研究手段，也是化学研究的对象，迫切需要从理论上做出解释。因此燃烧理论就成为整个化学的核心课题。 施塔尔的认识模式（燃素学说）： 可燃物 - 燃素 = 灰烬 拉瓦锡的认识模式（氧化学说）： 可燃物 + 氧 = 氧化物 这不仅是正与负的区别，而且是认识的一种根本性转折。二是化学观的不同。施塔尔建立的燃素说是以假设是为主体的猜测，拉瓦锡建立的氧化说是以实验为主体的实证。燃素说从产物方面的变化来考虑并得出失去燃素的结论；氧化说从反应物变化来考虑并得出生成氧化物的结果。思维的取向是不同的，两者的化学反应观是根本相反的转折。 第二次化学革命：原子可分 再次，我们来看看化学发展过程中产生的一些理论： （一） 拉瓦锡与氧化理论的建立 （二） 道尔顿与近代科学原子论 （三） 李比希——集化学家与化学教育家于一身的化学大师 （四） 威廉姆逊——身残志坚的化学家 （五） 鲁瑟福与原子结构模型建立 （六） 鲍林——现代化学家的典范 （七） 李远哲和分子反应动力学 （八） 泽韦尔与飞秒化学 其中我们以拉瓦锡与氧化理论的建立为例，介绍拉瓦锡的科学思想与研究方法，阐述化学研究中哲学思想应用。 十八世纪，与拉瓦锡同时代的众多的科学家都致力于燃烧现象的研究，为什么掀起这场“史无前例的化学革命”的是拉瓦锡而不是别人呢？甚至舍勒和普利斯特列“当真理碰到他们鼻尖的时候还是没有得到真理”？如果我们探究“化学革命”的过程，并联系拉瓦锡的一系列科学成就来思考，就会发现这决非偶然. 1.拉瓦锡勇于质疑，具有特别强烈的创新意识 拉瓦锡对旧理论、旧观念和前人的实验结论敢问一个为什么？这正是创新意识的动力和实质.他从不机械地重复别人的实验，而是批判地继承，使之成为新思想、新理论的论据。如在氧气制取实验上，拉瓦锡不仅重复了普里斯特列加热氧化汞产生氧气的操作，还使产生的汞和氧气重新结合生成氧化汞，结果，原来消耗的氧气量与重新生成的氧气的量完全相等.在验证氧气性质时，他不仅做了蜡烛在氧气中燃烧的实验，还做了磷、硫、木炭、铁、锡、铅及有机物在氧气中的燃烧实验；做了氧化铅、硝酸钾的分解实验以及动物的呼吸实验等等.在此基础上他才提出了氧化学说. 在科学上,拉瓦锡勇于批判旧规范、探索未知领域的精神始终如一.如：他改进了波义耳关于金属锻烧的实验，指出波义耳错误的关键.在水的组成实验上，他不仅让氧气和氢气化合生成水，又使水蒸气通过炽热的铁管分解得到了氧气和氢气，在化合与分解两方面证明了水的组成，并由此提出了科学的元素观.他首次提出了物质不灭定律和质量守恒定律，首次给化合物以合理的命名，首次对早期元素进行了分类，列出了第一张元素表……纵观拉瓦锡一生的科学活动，始终寓伟大成就于不断的创新求索中，所以他才能石破天惊，宣布一个科学新时代的到来. 卡文迪许早在拉瓦锡之前就完成了合成水的实验，并确定了氢气和氧气的体积比为 2：1，这个结果足以证明水不是元素，而是化合物，但卡文迪许却墨守成规，囿于“燃素说”的束缚，没有认识到水的真正组成和氢的元素性质，而与科学的元素观失之交臂.“舍勒和普利斯特列虽然析出了氧，但不知道自己得到的是什么……这种本来可以推翻全部“燃素说”并使化学发生革命的元素，在他们手中却没有结出果实.” 这些“从歪曲、片面、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠的途径前进” 的事例也反证了拉瓦锡质疑与创新意识的强烈. 2.拉瓦锡敏于洞察、长于思辩，能够归纳提取理论的精髓 拉瓦锡十分重视理论思维在科研中的重要作用，他头脑敏锐，有透过现象看本质的科学洞察力.1774年10月，普利斯特列来访巴黎，正值拉瓦锡为加热铁锻灰失败而苦恼之际，当普利斯特列谈及自己用聚光镜加热汞煅灰得到“脱燃素空气”时，拉瓦锡立即意识到这一实验的重大意义，他跟踪实验，制得了氧气，并经过思维—推理—概括，终于揭开了燃烧之谜.如果拉瓦锡没有敏锐的洞察力，他就有可能与科学的最新信息擦肩而过。拉瓦锡对新生事物善于分析、善于从思辩中提取理论之精髓.他的很多产生伟大理论的实验包括氧气的制取和水的合成都是受别人启发而完成的，瑞典和英国的实验种子之所以能在法国绽开理论之花，在很大程度上源于拉瓦锡有高度的思维概括能力这一特点，所以才有种种规律性的发现，否则，他只能与别人站在同一水平线上. 浓厚的知识功底、广博的知识层面、错纵的知识交汇是拉瓦锡成功的重要因由.拉瓦锡毕业于法政大学，但他兼学别样，曾系统学习过哲学、数学、物理学、天文学、植物学、化学、矿物学、地质学、文学等。他常跟随著名地质学家格塔尔去各地进行地质调查，20岁起每天坚持气象观测从未间断.1765年，曾因城市照明设计布获得国王颁发的金质奖章.我们不能否认，全方位、多学科的知识渗透与整合对拉瓦锡高度的综合概括能力、敏锐的科学洞察力和实践操作能力所产生的重要作用. 3.拉瓦锡精于实验，将量作为衡量化学反应的尺度 拉瓦锡具有明确的物质不灭思想，他说：“……由于人工的或天然的的操作不能无中生有地创造东西，所以每一次操作中，操作前后存在的物质总量相等，且其要素的质与量保持不变，只是发生更换和变形，这可以看成为公理.做化学实验的全部技艺是基于这样一个原理：“我们必须假定被检定的物体的要素和其分解产物的要素精确相等”.而波义耳、舍普里斯特里、卡文迪许恰恰都缺少这种思想。 在拉瓦锡以前，化学基本上停留在定性的阶段，缺乏明显的科学性.拉瓦锡是第一个明确提出将重量作为衡量尺度对化学规律加以证明的化学家，他的全部实验都是在严格的定量基础上进行的.他说：“必须用天平进行精确测定来确定真理”，“天平是实验最可靠的手段，它不会欺骗化学家.在实验前后分别测定反应物和生成物的重量，这是化学中所能做出的一切可靠和准确的工作基础.”“由于化学反应开始趋于完善，不可避免地要求昂贵精密的仪器和设备……”现在巴黎国立工艺博物院仍收藏着拉瓦锡在其《化学概论》中提到的三台天平和曾实现了氧氢化合的气量计，其中两台天平是迄当时为止精确度最高的.较小的一台天平的敏感度达0.0001g，较大天平的敏感度为0.006g、最大称重量达600g，制造者为梅尼尔；另一台大天平可称重10kg，精度为25mg，制造者为方廷. 于尔班曾评论道：“对于拉瓦锡来说，称量不仅用来证明他的化学反应过程中质量不变的思想.他在实验中注意不使物质特别是气体物质受到损失，这是他实验方法的一大特点，而在当时也是十分新的事物。在化学史上令人难忘的是他的严格和有条理的科学方法.用这种方法使化学大大发展了”. 定量分析方法的广泛使用是古代化学走向近代化学的标志；是导致“燃素说”彻底破产和新的燃烧理论得以确立的重要武器；是化学与物理、与数学相互渗透的开端；为后世化学基本理论和基本概念的建立提供了有力工具；它对整个化学发展起着不可估量的作用。 拉瓦锡在科学上的壮剧和政治上的悲剧值得人们深思,也给所有的科学工作者极大的启示:一个为科学而奋斗的人,必须与人民同呼吸共命运，必须有坚定正确的政治方向；一个为科学而献身的人应有高尚的人格与操守,不应追逐过分的名和利. 虽然拉瓦锡的人生并不完美，但200多年来，人们一直没有忘记他的英名，拉瓦锡在化学发展史上树起的座座丰碑仍熠熠闪光；他的科学思想和治学精神永远值得后人学习和借鉴. 最后，我们来看看化学理论的继承性 牛顿说过一句话：“如果我比别人看得远，是因为我站在巨人的肩膀上。”这句话绝不仅仅显示了牛顿所具有的谦虚品格，而是他由衷地表达了科学史上客观存在的现象——历史继承性。比如共价键理论的产生。 历史继承性的核心——解决问题 科学哲学家劳丹提出，科学是一种解决问题和以问题为定向的活动，可以将科学进步的模型设置为提出问题和解决问题的过程。 化学这门学科不断地发展产生新的科学概念不断地渗入到哲学研究之中，从而也使得传统的哲学在许多方面发生了革命性的变革。哲学的思想又不断地启发化学家们，使得化学学科不断向前发展。 |
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