化学概念和理论建立的工具

一个重要化学理论的建立，“一种重要概念之形成皆经过大量实验及曲折推理；不澄其源，即成神秘，不特有碍理解，且可培植盲从。”③我国著名化学家傅鹰言简意赅地点明了化学方法在建立化学概念与理论上的职能。

人们知道，由若干化学概念经判断、推理而构成的化学理论，其建立的主要标志在于它具有能够反映客观化学运动规律的真理性；能够构成知识体系的严密逻辑性；以及能够进行定量表达的精确性等。而这些标志所反映的条件，实际上只有依靠化学方法作为研究工具才可能实现。具体说来，化学理论是否具有真理性需要依靠化学实验方法加以检验和证实。例如，作为现代化学键理论的两大分支（价键理论和分子轨道理论）几乎均在 30 年代建立，它们所具有的相对真理性分别已由实验方法予以证明。但比较起来，分子轨道理论比价键理论含有更多的真理性成分。尤其是从 50 年代以来，由于分子轨道理论获得日益广泛的承认，而比价键理论发挥了更大的作用。究其原因，重要的是分子轨道理论能够同化学实验进一步密切结合；运用分子轨道法处理分子结构的结果能够跟分子光谱实验数据相当吻合。特别是近年来依靠光电子能谱等获得的丰富的实验成果，就更进一步地证明了分子轨道理论基本观点及其结论的合理性和正确性，从而具有着较高的确证度和逼真度。

化学理论的严密逻辑性则需要运用归纳与演绎、分析与综合以及类比等推理方法去建立，以便把零星或无系统的知识依照内在本质联系和因果关系纳入到一个严密的知识体系之中。例如，物质结构（结构化学）理论体系的建立，主要采取两条途径：其一是以演绎的方法为主，即从普遍的量子力学原理出发，通过求解波动方程来探讨具体的原子和分子体系；其二是以归纳

① 王祖陶：《现代分子结构研究方法》，科学出版社，1987 年版，第 4—5 页。

② 邓从豪：《现代化学的前沿和问题》，山东大学出版社，1987 年版。

③ 傅鹰：《化学热力学导论》，科学出版社，1963 年版，序。

的方法为主，是以人们的经验和实验为基础，对部分事物的特性进行唯象地分析和总结，进而概括出一般性的结构来。①②实践证明，这两种方法对于建立与发展物质结构理论都是有效的。若把两者有机地统一，则效果更佳，更有助于实现和加强化学理论体系的严密逻辑性。不仅如此，而且从中还会陶冶出现代结构化学家的一套富有特色的治学方法。著名结构化学家鲍林

（L.Pauling）就是杰出的代表。他既善于从繁杂的实验事实中，通过抽象思维把现象与本质联系起来，又善于从量子力学的方程中引出直观模型，使概念形象化；他不仅长于归纳，而且深明演绎。①

至于化学理论的精确性，更需要以日益精确的化学定量分析方法，移植形成的数学—化学法和物理—化学法等方法去实现。例如，溶液理论直到本世纪上半叶，还没有出现一个半定量的理论。②它的发展大大落后于气体理论和固体理论。而到了 50 年代以后，溶液理论则有了较大的发展，其重要原因之一就是由于以统计力学为运算工具，运用统计力学的方法处理了溶液体系，对溶液理论进行了定量表达，从而大大地提高了溶液理论的精确性。这就推动了溶液的热力学理论发展为溶液的统计力学理论，并开始进入了微观层次（如溶液的“模型理论”和“分布函数理论”）的更深层领域的研究。

二、促进化学教育改革的途径

目前国内化学专业学生较普遍存在的一个弊病是知识面较为狭窄，思路不够活跃，缺乏科学方法训练，研究能力不强。不少学生满足于考试所得的表面成绩。实际上，普通的考试并不足以说明学生实际研究能力的强弱。因为考试往往有利于单纯积累知识的学生，而不利于具有创造性思维能力的人才。如果我们化学专业的学生，只是积累教师或书本所传授的知识以求取得考试高分为满足；如果我们的化学教师只注重化学知识的讲授和实验技能的辅导，而忽略了在化学研究方法上给学生以严格的系统的训练，那么，长此下去就会延误化学人才的培养。

应该看到，现代化学教育的任务已经不是单纯地传授化学知识，而是更应注重发展学生的化学智力，即培养学生对化学运动的观察力、想象力、逻辑思维能力和创造能力，以适应现代化学日益理论化和综合化的发展趋势。何况在现代化学迅猛发展和化学信息量剧增的形势下，企图让学生在有限的时间内掌握日新月异、极其庞多的化学知识已经不可能。这就迫切需要把化学方法作为化学教育的重要内容，努力培养和提高学生理解、掌握和运用化学方法的能力，以便能够依此独立地能动地持续地获取化学知识，成长为一个具有创造活力的化学家。因此，在化学教育中不仅应当讲清化学基本概念和基本理论，而且更应揭示出这些概念与理论得以建立和发展的化学方法，并在化学的实验、作业、实习等各个教学环节中加以培养和训练。可见，在化学教育中加强化学方法的教育应当成为教学内容改革的重要一环。

应当看到，要把这种改革变为现实，关键在于化学教师要提高对化学方法训练重要性的认识。同时，还要注意加强自身在科学方法方面的修养与素质。教师不仅要向学生传授化学知识与技能，而且更要注意对于治学方法的

① 潘道皑：《物质结构》，人民教育出版社，1982 年版，第 1—2 页。

② 《化学通报》，1980 年版，第 4 期，第 56 页。

① 唐敖庆、卢嘉锡、徐光宪：《化学哲学基础》，科学出版社，1986 年版，第 370 页，第 310 页。

② 《化学通报》，1977 年，第 3 期，第 23 页。

言教身教。这就是说，化学教师不应平铺直叙地“讲解”化学知识，而应带领学生自己去“研究”问题，“发现”规律，运用所谓“发现式”的教学法，以激发学生的主动求知精神，并让他们始终保持一种对新奇事物的兴奋感和对化学研究的亲近感。显然，教师要这样做，仅仅依靠丰富的化学知识是不够了，还必须掌握一套科学的化学研究方法和化学教学方法，“注意如何入手及为何如此入手”，①并依照这些方法指出的途径带领学生能动而有效地汲取化学知识，掌握从事化学研究所必需的科学方法。有些化学教育家认为，化学教育法的理论基础应有两方面：一是化学教育论；二是化学方法论。我们认为这一思想是很有见地的。

三、联结化学和哲学的纽带

化学方法及其理论（即化学方法论）从一个方面把化学科学和马克思主义哲学相关联。这在一定意义上说，是马克思主义哲学（其核心是唯物辩证法）在化学研究领域的具体运用或具体表现形式。这主要是因为马克思主义哲学往往需要通过化学方法的途径才能有效地在化学领域发挥作用，并且自身也从中获取活力而得到发展。例如，恩格斯早在一个世纪前就依据唯物辩证法的原理和当时有机化学发展的状况，作出了“只要把蛋白质的化学成分弄清楚，化学就能着手制造活的蛋白质”①和“生命起源必然是通过化学的途径实现的”②预言，从而为生命化学的研究提供了有力的指导，并为辩证唯物主义的生命观提供了思想基础。然而，这也只能在 100 多年后的今天，依靠现代化学的实验方法和理论方法才可能把这种哲学预言变为现实。特别是现在，随着运用现代化学方法对蛋白质和核酸等生物大分子合成的初步成功以及由此展现出的“合成生命”的诱人前景③，就进一步丰富和发展了唯物辩证法的思想内容。

此外，由于唯物辩证法和化学方法两者之间还存在着普遍和特殊的关系。因此，对特殊的化学方法的概括和综合，也可以丰富具有普遍意义的唯物辩证法，发展马克思主义哲学。例如，研究化学家如何具体运用化学方法获得化学感性知识以及认识化学规律的过程，就可以丰富马克思主义哲学认识论；研究化学的归纳与演绎、分析与综合、抽象与具体、历史与逻辑等化学思维方法的关系，就可以有助于发展马克思主义的辩证逻辑；研究化学发现中的灵感、想象、直觉及机遇等非逻辑思维方法，就会丰富唯物辩证法的必然性与偶然性等范畴。总之，马克思主义哲学需要从化学方法中不断吸取新的养料和作出新的概括，从而能够进一步持续地保持旺盛的生命力，得到不断发展。

可以看出，发挥化学方法在联结化学科学和马克思主义哲学之间的这种纽带作用，无论对于增强马克思主义哲学的活力和完善化学工作者的思维方式都是十分有益的。现代化学的发展越来越趋向于综合，并正在向着理论的广度与深度进军。在这种化学发展形势的背景下，增强和发挥化学方法的这种纽带职能就更加具有现实意义，特别是有助于建立马克思主义哲学家和化学家之间的联盟，加强马克思主义哲学和化学科学之间的关联与互补。

① 傅鹰：《化学热力学导论》，科学出版社，1963 年版，序。

① 恩格斯：《自然辩证法》，人民出版社，1971 年版，第 177 页。

② 恩格斯：《反杜林论》，人民出版社，1970 年版，第 70 页。

③ 黄绍元等译：《科学的未知世界》，上海科学技术出版社，1985 年版，第 460—466 页。