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作者：Dclean

校對(duì)：黍離

審核：毫秒

小A：好久不見了呢……我突然冒泡沒有人會(huì)想到吧/挨打，不過可以信誓旦旦地講這次不會(huì)拖更了！嗯/小A決定開始轉(zhuǎn)載兄弟姐妹的文章了apc的其他同胞公眾號(hào)也都很努力呢/

正經(jīng)/再次沉重的道歉有一點(diǎn)點(diǎn)嚴(yán)重的拖更，不過，我們依舊十分歡迎有志愿加入我們的小伙伴，也歡迎大家提出有建設(shè)意義的問題

理論化學(xué)的誕生與發(fā)展

從化學(xué)看自然科學(xué)中的理論?（第一篇 第一節(jié)）

篇首語：

? ? ? ??人類對(duì)自然的認(rèn)識(shí)首先來源于對(duì)自然現(xiàn)象的觀察，這種觀察所形成的直觀認(rèn)識(shí)構(gòu)成了人類史上最原始的一批“知識(shí)”。而為了追求更高層次的認(rèn)知，這些知識(shí)被逐漸分類化、邏輯化和系統(tǒng)化，這就產(chǎn)生了“理論”的雛形。

? ? ? ??本篇主要講述科學(xué)的理論觀，以及在自然科學(xué)中理論的地位及其與實(shí)踐的關(guān)系。

第一節(jié)：

? ? ? ??學(xué)科差異：研究內(nèi)容與研究方法

? ? ? ??我們時(shí)常會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問：物理和化學(xué)究竟有什么區(qū)別？我們也經(jīng)常看到一些言論，認(rèn)為化學(xué)是物理的分支學(xué)科。為思考清楚這樣的問題，我們必須認(rèn)清學(xué)科之間的差異到底是什么。

? ? ? ??顯然，學(xué)科之間差異的最直觀之處，在于他們的研究內(nèi)容不同。例如人文科學(xué)研究人類社會(huì)的發(fā)展規(guī)律，顯然與自然科學(xué)研究自然世界的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律有著本質(zhì)的區(qū)別。但這并不是全部。一個(gè)學(xué)科知識(shí)體系的建立，在有了研究的目標(biāo)之后，還要有與之相匹配的研究方法。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，研究內(nèi)容與研究方法其實(shí)是相互選擇的。為了對(duì)這種相互選擇有一個(gè)明確而深刻的認(rèn)識(shí)，我們以物理與化學(xué)這兩門學(xué)科的分立為例來討論這種現(xiàn)象：

? ? ? ??物理與化學(xué)，作為研究非生物體系的自然科學(xué)，表觀上來看，研究內(nèi)容并沒有太大的區(qū)別。我們?cè)谥袑W(xué)階段應(yīng)當(dāng)讀到過這樣的話：“化學(xué)研究的是原子層面以上，直到超分子尺度，這個(gè)范圍內(nèi)的物質(zhì)性質(zhì)?！钡@樣的話顯然是令人存疑的——為什么很大（宏觀——宇觀）和很小的尺度（原子層次之下）都是物理的研究范圍，而偏偏處于中間的范圍給了化學(xué)呢？

? ? ? ?我們嘗試引入一個(gè)新概念，稱為“觀察單位”，其內(nèi)涵為“研究一個(gè)問題時(shí)，該問題涉及的客觀實(shí)在中，作為整體的最基本單位”。我們來考慮初等物理學(xué)和初等化學(xué)下一般研究的問題的“觀察單位”是什么。

? ? ? ??在微觀領(lǐng)域下，我們研究粒子之間的相互作用，用初等物理學(xué)方法處理時(shí)，我們的觀察單位無疑是一個(gè)個(gè)粒子，我們可以對(duì)粒子或粒子系統(tǒng)列方程，求解其行為（此處僅討論初等物理學(xué)）。同理，在宇觀領(lǐng)域中，我們把一個(gè)個(gè)天體作為研究整體，研究它們之間的相互作用，也可以對(duì)一個(gè)個(gè)天體或天體系統(tǒng)列方程，求解其行為。

? ? ? ??可以發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)反應(yīng)中，根本找不出一個(gè)能做到這一點(diǎn)的觀察單位（后面第三篇會(huì)提到，某些情況下，也可以做到類似的事情）。我們無法把一個(gè)分子作為觀察單位，因?yàn)榉肿釉诨瘜W(xué)反應(yīng)過程中并不是保持不變的；我們也沒辦法把原子作為觀察單位，因?yàn)樵釉诨瘜W(xué)反應(yīng)中也是得失電子的。我們發(fā)現(xiàn)，在化學(xué)反應(yīng)中，我們根本找不出一個(gè)能保持自身不變，且自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)研究問題可以忽略的觀察單位！這意味著我們根本無法將描述化學(xué)體系的數(shù)學(xué)方程簡化到初等物理的程度。在科學(xué)發(fā)展的初期，我們的數(shù)學(xué)能力能夠處理的復(fù)雜程度僅此而已。因此，我們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中，在中學(xué)階段，也根本做不到像物理一樣，用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)手段去處理問題，只能站在宏觀的層面上，用偏經(jīng)驗(yàn)性的理論來處理。

? ? ? ??從這個(gè)意義上講，物理和化學(xué)的根本差異是由于他們所研究對(duì)象的特征不同而引起的，即研究方法是由研究內(nèi)容所決定的。但從科學(xué)發(fā)展史的角度來看，這個(gè)順序也可以是相反的——人們?cè)趯?duì)自然界的觀察過程中，逐漸產(chǎn)生了科學(xué)的研究方法，而這種“契合某類客觀對(duì)象”的研究方法一旦產(chǎn)生，人類對(duì)自然的研究行為就會(huì)從起初的無意識(shí)觀察轉(zhuǎn)向應(yīng)用研究方法進(jìn)行的觀察。人類對(duì)自然的觀察是有限的，從有限的觀察對(duì)象總結(jié)來的研究方法，是要應(yīng)用于未曾觀察到的對(duì)象的，在這個(gè)過程中每一種不同的研究方法都會(huì)找到與其相適應(yīng)的研究內(nèi)容，此時(shí)就存在一個(gè)反向選擇。這種研究內(nèi)容與研究方法的雙向選擇就是學(xué)科分化的雛形。

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