化学进化思想的形成

19 世纪中叶，物理学中发现了热力学定律，并用熵增加原理表述第二定律，第一次揭示了过程的不可逆性。化学很快就引用热力学成果研究化学反应过程，建立了化学热力学，探讨化学反应的方向性和限度等问题。方向性或不可逆性，具有演化的含义，热力学第二定律所揭示的演化，实质上是退化而不是进化。化学进化思想的形成，与哲学研究相联系，特别是与恩格斯

① 编写组编：《化学发展简史》，科学出版社，1981 年版，第 243—244 页。

② 札布罗茨基：《门捷列夫的世界观》，裴光楠，徐贤珊译，三联书店，1959 年版，第 127 页。

① 转引自伊利切夫主编：《作为一般发展理论的唯物辩证法——现代科学中的发展问题》（俄文版），莫斯科《科学》出版社，1983 年版，第 74 页。

关于自然科学哲学问题的研究相联系。

恩格斯在《自然辩证法》等著作中，考察了自然界辩证发展和物质运动形式的相互关系，明确提出了化学进化的思想。他指出，物质运动形式有低级和高级之分，有简单和复杂之别，物体的机械运动是最低级、最简单的运动形式，按照从简单到复杂、从低级到高级的发展，恩格斯认为物质运动形式的顺序依次是机械运动形式、物理运动形式、化学运动形式和生物运动形式。他认为，生命或生物运动形式，是自然界最高级、最复杂的运动形式，而“生命是整个自然界的一个结果，这和下面这一情况一点也不矛盾：蛋白质，⋯⋯是在特定的由整个自然界的联系所给予的条件下产生的，可是它又正好是作为某种化学过程的产物产生的”。①恩格斯从运动形式转化的观点提出了从化学向有机生命领域的转化，他特别强调指出：“真实的转化在历史中——在太阳系的、地球的历史中。”②

从这些论述可以看出，在恩格斯看来，化学进化是与生命起源问题密切联系在一起的，化学进化实质上是通过化学过程产生出生命的物质载体—— 蛋白质，而生命是蛋白质的存在方式，因而，化学进化是从非生命世界向生命世界转化过程的一个重要环节，化学运动是从非生命运动形式向生命运动形式转变的中介和桥梁。在天然自然界中，化学过程最终会导致生命的产生，在人工自然界中，人们可以通过化学过程合成蛋白质，从而模拟和证实生命的起源。

科学史表明，科学思想的发展正是沿着恩格斯所揭示的道路前进的。化学进化思想正是在与生命起源问题相联系而逐步形成的。这就是说，化学进化思想是在化学与生物学相接触的领域产生的。此外，化学进化思想的产生，还与化学和其他科学的边缘领域的研究工作密切相关。

地球化学的创始人之一维尔纳茨基在《地球化学概论》（1924 年）一书中，阐述了地壳中硅和硅酸盐、锰、溴、碘、碳以及一些放射性元素的历史。地球化学研究的历史，只限于与地球历史相联系的物质的演化过程，也就是与岩石圈、水圈和气圈相联系的物质的演化过程。地球化学是从化学观点考察地球上的物质演变，首先是地壳物质的演变的科学，它涉及化学元素的迁移和重新分布，从而导致了对原子的历史的研究。维尔纳茨基曾把地球化学称为关于地球上原子历史的科学。维尔纳茨基提出了“活物质”概念，所谓“活物质”指的是生物圈内有机体的总和。维尔纳茨基认为，活物质是地球表面最强大的地质营力，它的影响遍及整个地壳化学，几乎影响地壳所有元素的地球化学史，不研究生物就不能很好地理解化学元素的历史。维尔纳茨基由此提出了生物地球化学的基本思想，形成了生物地球化学理论，在生物圈的背景上研究化学元素的历史，并把化学运动的历史视为地球历史的一部分，探讨地球上无机物质的历史和地球上生命起源的原因和条件。

从地球化学扩展开去，就进入了一个更加广阔的领域，即宇宙化学的研究领域。宇宙化学研究宇宙物质的化学组成及其演化。宇宙物质一般指的是构成太阳系、银河系、河外星系的物质以及星系间介质等。研究宇宙物质的化学组成及其演化，意味着探讨宇宙物质的具体的历史图景，包括宇宙物质的前化学阶段到化学阶段的发展过程。

① 恩格斯：《自然辩证法》，于光远等译编，人民出版社，1984 年版，第 32 页。

② 恩格斯：《自然辩证法》，于光远等译编，人民出版社，1984 年版，第 148 页。

当代宇宙化学研究发现，星际介质好像是一个巨大的有机合成实验室，在这个实验室中已经合成了像甲醛、氰的衍生物、有机酸、不饱和的有机化合物、复杂的醚、腈、氨的衍生物，还有如丙烯腈、乙醛、甲酰胺、甲酸甲酯等化合物分子。研究陨石和月球岩石的物质组成，也发现了多种多样的有机化合物分子，甚至还发现了氨基酸、腺嘌吟、卟啉等。所有这些发现表明，物质的化学过程和前生物系统的产生是密切联系着的，这些发现在某种程度上证明了通过物质的化学进化导致生命的起源的学说。

从化学观点研究生命的起源，使我们进入了生物化学研究领域。生物化学是研究生命物质的化学组成及其在生命过程中的功能和转化的科学，它的研究内容是十分丰富的，但归根到底，生物化学探讨的最基本的问题，或者说生物化学研究的首要目的是说明生命是什么，生命是怎样产生的，也就是生命的实质和起源。

上面所说的地球化学、生物化学、生物地球化学、宇宙化学等，都是化学与其相关学科之间形成的边缘学科或者叫交叉学科。这些研究领域都与化学有着密切的联系，又不是化学本身，在这些研究领域都这样或那样地涉及了历史的观点，或者体现了历史的观点。因此，可以看到，进化、发展的观点正是从化学与其他科学（如地球科学、宇宙学、生物学等）相接触、相交叉的领域逐步渗入到化学中来的；反过来说，在化学的核心领域，或者说在本来意义上的化学科学中，研究的内容主要是物质分子的组成、结构、性质及其变化，从反应物到产物的变化，并未涉及进化和发展问题。