科學職能(1 / 1)

科學職能

化學不僅是我們時代的物質生活和經濟生活中不可缺少的因素,而且也是我們時代的特殊意識形態自然科學中不可缺少的組成部分,並對自然科學的發展產生著重大影響,具有重要的科學職能。

化學在自然科學中是以其揭示物質分子轉變規律為特征而同其它自然科學學科保持著差別與聯係,並處於承上啟下的中間地位,推動著其它自然科學學科的發展。具體看來,主要表現在以下幾個方麵:

一、科學發展的知識基礎

化學以其特有的化學觀察和實驗等手段所揭示出的有關物質的組成、結構和變化等方麵的認識,是整個自然科學發展所不可缺少的重要知識基礎。換句話說,如果沒有化學科學誕生後300多年來所取得的一係列化學成果,自然科學也就沒有可能發展到今天的高度水平。例如沒有化學在19世紀初道爾頓對原子量的測定以及在此基礎上所建立的化學原子論,沒有隨後門捷列夫所發現的化學元素周期律等一係列成就所提供的知識基礎,物理學就不可能在20世紀初建立量子力學,揭示微觀原子結構的奧秘,以及產生原子物理學和基本粒子物理學,就不可能出現20世紀的物理學革命,以及隨後產生的一係列輝煌成就。實際上,化學不僅是物理學的發展知識基礎,也是所有自然科學發展的知識基礎。

二、科學發現的認識工具

化學能夠以其特有的化學實驗分析手段,對物質的質和量的兩個方麵做出鑒定,從而可以成為其它科學進行科學發現的“眼睛”,找到研究成果。相反,如果忽視化學分析手段的應用,就可能功虧一簣,導致失敗。例如,1934年意大利物理學家費米在實驗室本來已經實現了核裂變的過程,然而由於他未能對反應產物進行化學分析,卻錯誤地認為是人工造出了“超鈾元素”,並迫不及待地公布了這一“偉大發現”,成了科學界的一大笑柄。然而在事隔4年以後,1938年德國化學家哈恩等人卻在重複這一實驗過程中運用了化學分析手段,對反應產物進行了“質”的鑒別,從而說明並非是什麼“超鈾元素”,而是兩個原子量較小的元素鋇和氪,從而驚人地發現了核裂變現象,為人類開辟了利用原子能的新紀元。為此,哈恩等人榮獲了1944年的諾貝爾獎金。

費米的失敗和哈恩的成功,有力地說明了化學分析工具在科學發現中所起到的關鍵作用。費米的失敗,正如他的學生西格列20年後所說,是在於他們忽視了化學的幫助,以致“放過了真理”,成為“核分裂現象上的盲人”,而哈恩的成功,則如著名物理學家邁特納所說,是“用純化學方法取得的”。因此科學史家赫爾內克認為,“我們在核研究中得以取得如此巨大的成就,不應歸功於物理學家,而應歸功於化學家”。顯然,這句話說得並不過分。化學所提供的認識工具對其它學科發展的促進作用是十分明顯的。

三、經驗科學的理論基礎

化學發展到今天,盡管還不能十分精密地描述化學運動規律,成為像數學和物理學那樣理論性很強的學科,然而對於一些以高級運動形式為研究對象的,尚處於經驗發展階段的學科來說,化學仍可成為它們的理論指導基礎。例如生物學在長期以來關於生命的本質和遺傳的機製等一係列重大問題一直處於一種模糊不清或“知其然而不知其所以然”的狀態,隻能停留在宏觀現象的描述上,限製了生物學的發展。但是,自從20世紀以來化學對蛋白質開展深入研究後,特別是20世紀50年代以來化學對另一重要生命物質脫氧核糖核酸(DNA)開展深入研究,並取得突破性成果之後,由於在分子水平上揭示了這兩大生命物質的組成、結構和相互關係,並成功地進行了人工合成,就使得生物學能夠透過現象,深入本質,認識到關於“由蛋白質和核酸構成的多分子體係”的生命本質,以及DNA分子自我複製的遺傳機製,從而把生物學的研究推進到分子層次,誕生了分子生物學,為現代生物學的發展奠定了雄厚的理論基礎。因此,人們把化學協助生物學闡明的蛋白質和DNA分子結構的傑出成就,譽為是生物學繼達爾文進化論建立以來的第二個發展裏程碑。可以看出,化學提供的理論指導,把生物學的研究提高到了前所未有的理論高度。化學對其它經驗性學科的理論指導作用亦如此。