化学进化是化学问题吗
照理说,化学进化和生命起源问题,就其实质而论,应当是化学问题。因为,从物质运动形式的关系上看,生命诞生以前的物质运动是化学运动, 化学运动形式是从无生命运动形式过渡到生命运动形式的中介和桥梁,因此,生命起源和化学进化,本应属于化学的最迫切、最现实的一个问题。可是,实际情形又是怎样的呢?正如在历史概述中所指出的,实际情形恰恰相反,化学进化和发展的思想不是在化学范围内产生,而是从化学与其他科学形成的边缘学科或交叉学科中逐渐产生和形成的,换句话说,化学进化问题是在化学发展的主流以外产生和形成的。化学进化问题在一个较长时期内没有引起化学家的足够重视,却引起了生物化学家、地球化学家、生物学家、地质学家、天文物理学家、宇宙化学家以及其他领域的科学家的关注。
原因何在?
鲁金科认为,这是因为长期以来在化学研究领域没有发现化学进化的客体,或者说,化学在还不认识自己的化学进化客体的情况下,也就不可能提出研究化学进化的任务。历史实际表明,化学进化是在其他研究领域,首先是生物化学研究领域中认真加以研究的,因而逐步形成了关于化学进化的生物化学理论,形成了对于这个问题的现实主义方法。可是,这种理论和方法不适应化学研究的传统。化学作为精确科学,必须依据严格的实验资料和理论论证建立自己的理论,它不满意从现在向过去追溯。因此,鲁金科认为, 化学要研究和解决化学进化问题,必须采用自然历史主义的观点和方法,以作用力和被观察到的结果之间的因果联系为基础,而这需要解决一个重要问题,这就是确定化学进化的客体,在此基础上,才能进一步探讨和说明化学进化的原因、动力、规律等一系列的问题,才能形成化学进化理论。
鲁金科还指出,生物进化论赖以建立的基础,是生物进化的客体,即物种和种群。生物学家对生物物种进行了长期的观察和研究,积累了生物物种的形态学的、分类学的有关资料,进而发现了物种的进化,研究了物种进化的原因、动力和机制,形成了生物进化理论。化学进化论的建立,似乎也应当确定化学“物种”,研究它们的形态,进而揭示它们的进化及其规律性。可是,化学“物种”不像生物物种那样易于观察和研究,因而,在一个较长时期内,没有注意对化学物种和化学进化问题的研究。鲁金科的上述观点, 是有根据的,也是有启发的,但是,这种解释是不够的。
化学进化问题之所以处于化学发展的主流之外,主要是由化学本身的特点和化学进化问题的特点决定的。化学的特点在于,注重研究个别性,它不满足于研究一般的模型和规律,而要对每一种具体的化合物、具体的化学反应、具体的合成方法进行研究。在这种研究中,某种或几种试剂,单质或化全物,作为原料和反应物,是已知的,研究者的注意力集中在反应物的结构、性质、反应活性,反应物可能发生什么化学反应,生成什么产物等问题上。在化学家看来,产物是从反应物而来的,是由反应物发生的化学反应中产生的。至于反应物从何而来,化学家或者把它们作为既成的东西而不加过问,
或者把它们看作在其他化学反应中生成的。这就是说,化学家在研究具体的物质所发生的具体化学反应的时候,只研究变化,不研究也很难研究起源问题,因而也就不研究也很难研究进化问题。进化和起源是相关联的,有起源、有产生才有进化和发展,进化、发展是起源、产生的继续,它又导致新的起源和产生,没有起源,进化也就无从谈起,起源、产生是在进化、发展中树起的标杆,以标杆作为标准才能讨论进化和发展。生命的起源就是一种标杆、一种标准,或者说是一座碑石,一座里程碑。站在这个碑石上向前看,是生物进化的历史;向后看,是化学进化的过程,化学进化与生命起源相关联。正因如此,首先直接提出和研究化学进化的,是生物学或与生物学密切联系的生物化学,就不足为奇了。而在化学范围内,或者说,单纯在化学范围内, 没有这种标杆、这种标准、这种碑石和里程碑,因此也就很难提出和研究进化问题。
化学进化问题的特点与化学研究的特点恰恰相反,它具有综合性。所谓综合性,一方面是指化学变化的总体,化学变化的综合,只有把各种各样的化学变化综合起来,从总体上加以观察,才有可能发现和揭示进化、发展的序列,因而才有可能产生进化、发展的观念,形成进化、发展的理论。如果只限于局部的、个别的、具体的化学变化,那么它可以由此达彼,也可以由彼达此,很难发现进化的线索。另一方面,所谓综合性,是指各个学科的总体,各个学科的综合,只有将各个学科联系起来、综合起来,突破某一门学科的局限,才有利于在现存事物中认识发展,从变化中认识进化。恩格斯从自然科学总体上,从各门科学所反映的物质运动形式的联系和转化上,揭示了化学进化与生命起源的关系,提出了化学进化的观点。生物化学家从化学与生物学相互联系和转化上,关心和研究具有生化功能的大分子,从而产生了化学进化的思想,推进了对化学进化问题的研究。如果只局限于化学这一门学科,映入化学家视野的只是形形色色的化学变化,而不是化学进化。
现代科学(包括化学)的发展,彻底改变了人们的认识方法和科学思想, 进化、发展的观念逐渐地渗入了各门科学。由于对化学进化的客体和规律性的研究,在催化、生物无机化学和生物有机化学等领域研究工作的发展,在对生物体进行结构和功能模拟方面研究工作的进步,以及进化催化理论和一般化学进化理论的研究工作的展开,所有这一切,不仅提高了化学家对化学进化和生命起源问题的兴趣,而且在一定意义上可以说,开辟出一个化学的新领域,即进化化学。正如普里戈金把物理学分为存在的物理学和演化的物理学一样,我们同样可以把化学划分为存在的化学和演化的或进化的化学。存在的化学,也就是经典化学,主要研究具有平衡结构的物质的组成、结构、性质及其变化,演化的或进化的化学,主研究化学进化,或者如鲁金科所指出的,研究开放催化化学系统的性质和规律。从这个意义上说,存在的化学, 主要研究化学变化,而演化的化学则主要研究进化。这就涉及化学变化和化学进化的关系。接下去我们就讨论这种关系。