自然哲學(xué)第二節(jié):化學(xué)篇
第二節(jié):化學(xué)篇
我們通過自然哲學(xué)物理篇可以認(rèn)識(shí)到自然存在在宏觀上質(zhì)變形成了三維宏觀電磁時(shí)空與黑洞的辯證發(fā)展的矛盾存在。在宏觀三維電磁時(shí)空與黑洞的矛盾存在辯證運(yùn)動(dòng)內(nèi),微觀的標(biāo)準(zhǔn)模型基本粒子的辯證運(yùn)動(dòng)質(zhì)變形成了元素周期表上的化學(xué)元素原子。
原子的的結(jié)構(gòu)是原子內(nèi)層是原子核帶正電荷,外層是繞原子核運(yùn)動(dòng)的電子帶負(fù)電荷,整體表現(xiàn)為電中性。原子的外層電子處于原子核外進(jìn)行運(yùn)動(dòng),是一種無(wú)規(guī)則隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。外層電子按照出現(xiàn)位置可能性的統(tǒng)計(jì)方式形成一個(gè)圍繞原子核的電子云。
由于靜電作用,靠近原子核的區(qū)域電子出現(xiàn)的概率大,遠(yuǎn)離電子核的區(qū)域電子出現(xiàn)的概率小。根據(jù)概率的大小,將電子運(yùn)動(dòng)的區(qū)域劃分為不同的軌道,也稱原子軌道。電子在原子軌道中排布中,會(huì)遵循最低能量原理,泡利不相容原理,洪特規(guī)則。這也是原子內(nèi)的電子與原子核和電子之間通過四種基本相互作用力辯證運(yùn)動(dòng)中形成的內(nèi)部規(guī)定性。
我們可以認(rèn)識(shí)到原子核與電子辯證運(yùn)動(dòng)形成原子的邊界是外層電子的運(yùn)動(dòng)形成的而不是一個(gè)固定明確的邊界,是電子運(yùn)動(dòng)形成的開放的概率邊界,最外層電子運(yùn)動(dòng)到那里那里就是邊界。故原子中最外側(cè)電子會(huì)易受到宏觀存在的電磁相互作用影響發(fā)生作用。
原子核的位置相對(duì)來(lái)說在原子中心很小的區(qū)域,占據(jù)的區(qū)域與核外電子運(yùn)動(dòng)范圍半徑比差了十萬(wàn)倍。不同原子核對(duì)電子的電磁作用能力的差距沒十萬(wàn)倍那么大。這導(dǎo)致不同原子核束縛電子的能力不同。束縛能力強(qiáng)的原子對(duì)外層電子的電磁作用就強(qiáng),束縛能力弱的原子對(duì)外層電子電磁作用就弱。
根據(jù)唯物辯證法,我們可以認(rèn)識(shí)到宏觀電磁相互作用下,不同原子之中對(duì)外層電子的電磁作用強(qiáng)的原子就會(huì)吸引對(duì)相較的對(duì)外側(cè)電子電磁作用弱的原子的外層電子。這樣不同的原子就建立了聯(lián)系形成了形成了新的質(zhì)變。而相同束縛力的原子,互相接近,由于外側(cè)電子邊界相對(duì)是開放的,雙方的電子會(huì)產(chǎn)生共用的電子同樣可以建立聯(lián)系形成新的質(zhì)變。這種質(zhì)變的產(chǎn)物稱之為分子。形成分子的過程是原子之間辯證運(yùn)動(dòng)。對(duì)原子及原子辯證運(yùn)動(dòng)形成的分子的唯物辯證法認(rèn)識(shí)就形成了自然哲學(xué)的化學(xué)篇。
在構(gòu)成分子的不同元素原子束縛電子的能力不同,這些化學(xué)元素根據(jù)得失電子的能力不同被命名了氧化性和還原性的規(guī)定性。元素原子最外層電子數(shù)越少,原子量越大元素失去電子的能力越強(qiáng),表現(xiàn)為還原性。而反之則表現(xiàn)為氧化性。
氧化性和還原性不同的元素之間會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)根據(jù)是否得失電子分為兩種。
一種是一個(gè)元素原子得到電子是被還原,表現(xiàn)為氧化性,形成陰離子帶了負(fù)電荷。一個(gè)元素原子失去電子是被氧化,表現(xiàn)為還原性,形成陽(yáng)離子帶了正電荷。陰陽(yáng)離子靜電作用形成分子,這種離子之間的靜電作用稱之為是離子鍵。
另一種兩種元素原子之間氧化還原能力差異不足以發(fā)生得失電子。這時(shí)兩種原子之間形成共用電子對(duì)。此時(shí)形成的共用電子對(duì)更靠近氧化性強(qiáng)的元素原子,偏離的是還原性強(qiáng)元素的原子。這樣形成的分子內(nèi)部不同的原子之間形成的靜電作用叫共價(jià)鍵。
分子內(nèi)部的原子通過離子鍵和公價(jià)形成結(jié)合排列。這也就分子內(nèi)部的規(guī)定性,是原子形成分子的辯證運(yùn)動(dòng)的合題中的統(tǒng)一符。
原子通過化學(xué)鍵形成的分子,根據(jù)內(nèi)部含有的元素種類分為單質(zhì)和化合物。單質(zhì)是分子內(nèi)部由一種元素的原子構(gòu)成?;衔锸欠肿雍卸喾N元素的原子構(gòu)成。
由一種元素原子構(gòu)成的單質(zhì)表現(xiàn)出單一元素的氧化性和還原性。此種單質(zhì)可被與其在還原性和氧化性上有差異的元素通過電磁相互作用否定。形成了含有兩種元素以上的化合物的新的分子。原來(lái)的單質(zhì)分子的還原性和氧化性的差異得到否定形成了新分子內(nèi)部的化學(xué)鍵。
新的化合物分子既不表現(xiàn)為原來(lái)還原性元素的還原性,也不表現(xiàn)原來(lái)氧化性元素的氧化性。成為了比之前分子的還原性和氧化性更低的新的分子。新的分子比較不容易被其他分子的電磁相互作用否定。這也是單質(zhì)分子形成化合物分子的唯物辯證法的認(rèn)識(shí)。
化合物分子中含有碳元素的烴和烴的衍生物的化合物被稱為有機(jī)化合物。這是因?yàn)樘荚映涉I的特點(diǎn)。碳原子最外層有4個(gè)電子,不易失去或獲得電子而形成陽(yáng)離子或陰離子。
碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成4個(gè)共價(jià)鍵。而且碳原子之間也能以共價(jià)鍵相結(jié)合。碳原子間不僅可以形成穩(wěn)定的單鍵,還可以形成穩(wěn)定的雙鍵或三鍵。多個(gè)碳原子可以相互結(jié)合成長(zhǎng)短不一的碳鏈,碳鏈也可以帶有支鏈,還可以結(jié)合成碳環(huán),碳鏈和碳環(huán)也可以相互結(jié)合。因此,含有原子種類相同,每種原子數(shù)目也相同的分子,其原子可能有多種不同的結(jié)合方式,形成具有不同結(jié)構(gòu)的分子。
通過前文知道分子能通過化合反應(yīng)質(zhì)變?yōu)椴灰妆浑姶畔嗷プ饔梅穸ǖ男碌姆肿印:?jiǎn)單有機(jī)化合物分子會(huì)通過更多的化合反應(yīng)形成復(fù)雜的有機(jī)大分子來(lái)使不容易被其他分子的電磁相互作用否定。這也是有機(jī)化合反應(yīng)的唯物辯證法的認(rèn)識(shí),通過有機(jī)化合物反應(yīng),簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物形成了復(fù)雜的有機(jī)大分子化合物。
復(fù)雜有機(jī)大分子的形成,達(dá)到了通過化合反應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)的能不被電磁相互作用否定的限度時(shí)。此時(shí)形成的有機(jī)大分子已經(jīng)不容易通過化合反應(yīng)提高自己不被電磁相互作用否定的性質(zhì)了。
有機(jī)大分子中的核糖核酸,蛋白質(zhì),多肽,脂質(zhì),多糖等等在海洋環(huán)境里繼續(xù)辯證運(yùn)動(dòng)。這些不同的分子通過分子間力和化合反應(yīng)聚集形成了一種多分子體系。
這種多分子體系中的脂質(zhì)物質(zhì),多糖,蛋白質(zhì)共同形成邊界。這種分子邊界通過抵擋不利的分子吸收需要的分子并且排出有害的分子給邊界內(nèi)形成一個(gè)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。吸收到內(nèi)部?jī)?nèi)環(huán)境中的分子通過化合反應(yīng)生成外部邊界需要的分子材料。
這樣有機(jī)大分子通過辯證運(yùn)動(dòng)形成了新的自然存在既有機(jī)多分子體系。這種有機(jī)多分子體系的規(guī)定性不再是化合反應(yīng)。這樣的有機(jī)多分子體系對(duì)于有機(jī)大分子更加的不易被電磁相互作用否定,如果多分子體系邊界的有機(jī)分子被氧化或者還原,邊界內(nèi)可以生成一個(gè)分子換掉。這種新的規(guī)定性稱之為新陳代謝。這種抵抗邊界外物質(zhì)對(duì)自身的否定的性質(zhì),我在這里將之命名為穩(wěn)定性。
新陳代謝形成的有機(jī)多分子體系,進(jìn)一步的發(fā)展,吸收的不再僅僅是分子。而是其他的多分子體系。多分子體系本身就是有機(jī)大分子形成的,互相之間都有可以利用的成分幫助自身提高穩(wěn)定性。多分子體系內(nèi)部也可以通過化學(xué)反應(yīng)相互作用的能力,以生成對(duì)多分子體系需要增強(qiáng)穩(wěn)定性成分。
在有機(jī)多分子體系的辯證運(yùn)動(dòng)中,有的多分子體系被吸收后解體形成對(duì)吸收者的材料。有的多分子體系被吸收后沒有解體而是與吸收者產(chǎn)生了共生關(guān)系。當(dāng)然也有的被吸收后對(duì)吸收者產(chǎn)生有害破壞的情況。有機(jī)多分子體系的共生關(guān)系可以認(rèn)為是細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器的前身,有害關(guān)系可以認(rèn)為是細(xì)菌的前身。
形成共生能力的多分子體系擁有更強(qiáng)的穩(wěn)定性,得以進(jìn)一步發(fā)展。我們知道有機(jī)多分子體系通過吸收對(duì)自身有用的分子或其他的多分子體系增強(qiáng)自身的穩(wěn)定性,所以在體積上會(huì)擴(kuò)大以容納這些吸收來(lái)的物質(zhì)。體積的增大也使多分子體系外表更大,更容易被有害因素破壞自身穩(wěn)定性。而此時(shí)的多分子體系容易被外界因素破壞就失去了自身的質(zhì)。
此時(shí)一部分多分子體系通過分裂來(lái)提高自身的穩(wěn)定性。但是不復(fù)制的分裂形成的是不同質(zhì)有機(jī)多分子體系,原有的質(zhì)被新的不同質(zhì)代替,不復(fù)制的分裂對(duì)于有機(jī)多分子體系的穩(wěn)定性沒有幫助。
對(duì)于有機(jī)多分子體系穩(wěn)定性有幫助的是復(fù)制分裂。隨著分裂的質(zhì)變發(fā)展,有一部分可以分裂的多分子體系內(nèi)部形成了產(chǎn)生遺傳信息的能力,使得分裂形成了復(fù)制分裂。遺傳信息引導(dǎo)的復(fù)制分裂形成的是跟之前的多分子體系信息更有一致性的質(zhì)。
可以復(fù)制分裂比不能復(fù)制分裂的多分子體系提高了有機(jī)多分子體系質(zhì)的穩(wěn)定性和延續(xù)性,成為了擁有新陳代謝和復(fù)制分裂能力的新的質(zhì)。這種新的可以復(fù)制新陳代謝和復(fù)制分裂的有機(jī)多分子體系即是原始的單細(xì)胞生物了。
生物的復(fù)制分裂我們也稱之為生殖繁衍。相對(duì)于通過氧化還原等得失電子或者共用電子對(duì)等化學(xué)反應(yīng)相互作用質(zhì)變量變的化學(xué)存在,生物存在通過吞吐化學(xué)分子新陳代謝和通過遺傳信息主導(dǎo)生殖繁衍來(lái)質(zhì)變量變的辯證發(fā)展。暨生物存在對(duì)化學(xué)存在形成了否定性,形成了新的矛盾存在。根據(jù)唯物辯證法,我們也可以認(rèn)識(shí)到這也是化學(xué)存在于宏觀三維電磁時(shí)空與黑洞的矛盾存在中辯證發(fā)展的質(zhì)變。
在這個(gè)形成單細(xì)胞生物的過程中,多分子體系開始質(zhì)變形成通過宏觀時(shí)空的電磁波進(jìn)行光合作用或者利用其他電磁熱能反應(yīng)結(jié)合吸收的外界小分子化合物來(lái)合成養(yǎng)料來(lái)質(zhì)變量變的單細(xì)胞生物。這即是形成了植物等自養(yǎng)生物的前身。
隨著單細(xì)胞生物的進(jìn)一步質(zhì)變量變發(fā)展,一部分單細(xì)胞生物質(zhì)變形成了通過吸收分解其他的單細(xì)胞生物的質(zhì)作為養(yǎng)料來(lái)質(zhì)變量變的異養(yǎng)型單細(xì)胞生物,而這即是動(dòng)物等異養(yǎng)生物的前身。
綜上,我們通過唯物辯證法認(rèn)識(shí)到自然存在形成原子后質(zhì)變?yōu)榱嘶瘜W(xué)存在?;瘜W(xué)存在不斷的辯證運(yùn)動(dòng)質(zhì)變形成了生物存在。單細(xì)胞生物的質(zhì)變形成即為化學(xué)存在于宏觀三維電磁時(shí)空與黑洞的辯證運(yùn)動(dòng)中進(jìn)一步辯證運(yùn)動(dòng)質(zhì)變的結(jié)果。單細(xì)胞生物形成的認(rèn)識(shí)既是自然哲學(xué)化學(xué)篇的認(rèn)識(shí)的完成。接下來(lái)我們開始自然哲學(xué)生物篇的認(rèn)識(shí)。