化学思想

由上面对经典原子结构模型的解析,及对其延伸扩散推论的批判,可以知道,化学,虽然已经在分子层次已经给人类带来众多的实践应用,但究其本质,仍是一门经验学科,即只有实践摸索总结,而没有正确理论指导的学科。这里用三个方面来说明西方化学理论体系,存在严重的思想逻辑偏差,导致整个理论体系很不完善。

一、化学公式是通过一个循环逻辑过程展开的:为何A=B,因为B=C;那为何B=C,因为C=A;那为何C=A,因为A=B……

若难以理解这循环逻辑是怎么回事的话,这里用化学的一个普通实验来举例:当观察到煤炭燃烧,我设定这煤炭主要成分是元素C,再设定空气中有叫氧O2的物质参与,得出新的物质叫CO2,并通过一种叫氢氧化钙Ca(OH)2的物质溶液吸收产生叫碳酸钙CaCO3的白色沉淀,来证明新的物质叫CO2,再通过CaCO3 的物质分解得到CO2+CaO,然后通过植物吸收CO2产生纤维,碳化后产生C,回到源头设定的C,如此这般。这是一个C循环过程。

这个过程在学生看来很普通,但只须将切入点“煤炭主要成分是C”改为“煤炭主要成分是X+Y”,再如此加入整个化学公式体系中,同样成立。于是问,煤炭主要成分是C呢,还是X+Y呢?这是化学家其实回答不了。

这个例子里,人们或可以确信煤炭的主要成分是C,而对于那些有机高分子结构,在人们科技能力根本无法观察一个原子内部结构时,人们只能去相信“分子那种结构的确是这样的”。(据说现代科技可以看到原子层次,但仍只能得到静态的原子表面图像,不能得到原子运动图像,这是远远不够的。)

这个循环逻辑的存在,是在说明,西方界对分子间的化学反应过程的认识,没有摆脱“燃素”思想的禁锢。看似燃烧现象的化学公式很经典,但你将它叫“燃素作用”,与你将它叫“炭氧反应”,只有名称的不同。

其实现实中循环逻辑很多,语言、文字,就是通过循环逻辑过程建立的,先设定一个名词叫“天”,对应头顶上方的空域,再对应脚底下方的空域外,创造一个名词叫“地”,再通过脚底的“地”的概念来理解天,但若人们先设定一个名词叫“sky”,于是就有了另一个名词叫“land”,通过land,再来理解sky。如此将概念-现象延伸,形成两种自圆其说的语言体系。

化学,就是这么一种分子相互作用下的循环逻辑体系。

二、化学没有考虑原子核的主导地位,同时是以静态观来看待物质之间的变化的。

化学理论中,通过电子云概念,构建出无数分子模型。而看那些分子模型,虽用电子云结构来展现原子核空间内的电子运动,但原子核在整个化学作用过程中,则是相对不动的,于是带来的电子复杂轨道运动与原子核单一状态之间的矛盾。

而既然原子核因“电荷”作用与电子相互结合,那何以电子“参与”整个化学作用过程中,原子核却只能作为一个旁观者呢?这同样是化学家们回答不了的。显然,在经典化学理论中,由于电荷参与原子核—电子之间的作用,那么电子轨道的变化,必会带来原子核状态的变化,原子核状态的变化反过来会影响整个电子云的结构,如此反复,于是就有原子核与电子共同参与了化学作用过程。

将原子核的状态引入与不引入化学作用过程,化学作用过程会有完全不一样的内在解构机理。当然,电荷是什么,是经典原子模型理论都回答不了的问题,这种原子核状态更不是研究分子层次相互作用的人们能够描绘的。

化学理论体系的描绘核心是各种化学公式与各种分子模型,是一种静态结构展示,然后借实验现象来检验与筛选这些公式与模型。这些静态结构,只展现了化学作用起点与终点,却无法体现化学作用过程的原子空间形态变化。于是带来了静态公式、静态分子结构模型无法充分展示动态的强烈化学作用过程这样矛盾,及宏观粗略的实验现象描绘无法充分展示微观分子间的复杂细微作用这样的矛盾

就算只用电子云运动形态来描绘原子空间,也可以知道整个原子空间绝不是一个僵化不变的静态结构,而是一个动态复杂变化的空间结构体。比如一条简单的化学公式:2H2+O2=2H2O,化学作用过程涉及的各种现象,有光、电、分子、电子、原子核、电荷、个体、整体、环境等众多概念与尺度,这需要众多理论来整体描绘这一变化过程,而只要其中一个理论有偏差或错误,会带来整个描绘的失真。通过上而对光、电、电荷、原子核等理论的重新分析,可以知道化学理论界对分子层次物质作用机理的把握远远不够,这也是西方科学界分科分门各自为政后带来的弊端。

当人们只能借用这些静态结构来描绘动态的原子空间时,于是就想象不了有-H为何成为酸,有-OH,为何成为碱,更想象不了DNA如何精确复制出某种特定的蛋白质,众多蛋白质如何精确起到催化作用、组成细胞结构等等,最终构建出一个复杂生命体等等。

其三,化学只是关注独立分子间的相互作用,而没有考虑集群分子间对物质结构形态的影响。

人们用化学公式来表达不同分子之间的化学作用过程,比如2H2+O2=2H2O,好象2个H原子是很精确的与1个O原子相互结合,组成1个H2O分子。那么问同样是分子结构,常温下何以H2、O2就是一种气体结构,而H2O却是一种液体结构,显然这里用电子云模型也是没办法解释的。人们用共价键、范德华力的大小来解说这些结构变化,过于扼要,而范德华力的内在作用机理,则也是含糊不清。

而作为一个整体,无数的H2之间、O2之间、H2O之间有什么相应的联系,这也是化学理论中缺失的。而化学公式给人的感官是相同分子之间是没有联系的,人们一般会说这是物理问题,但分子整体与分子个体都是经典原子模型的派生结构,物理与化学是不能分开的,于是带来两者联系的问题。而既然常温下这些气体或液体结构能作为这些分子的整体状态结构,必有其形成原因。众多分子之间,必存在某种不可知的联系,才会出现固、液、气三种状态。

比如问为何常温下H2、O2不是液体或固体,H2O不是固体?这同样是化学理论不能回答的。人们只知道降下温度到绝对零度附近,H2、O2都会变化液体或固体,或升到100度以上,H2O会变化气体。人们可能会用分子的热运动强度不同来解说,但同一温度下,不同分子构成的物质作用整体分别存在固、液、气三种状态,并且化学反应之后,三种状态会相互转化,那单用分子热运动高或低来解说是不足的。

这些问题存在的原因,皆在于没有一个正确的分子结构模型来指导。这些问题,则会在后面章节论述中来一一回答。