導(dǎo)語：化學(xué)研究泛分子論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

我自己是學(xué)化學(xué)的，從事學(xué)化學(xué)、教化學(xué)、研究化學(xué)也幾十年了，但現(xiàn)在似乎有點兒不太認(rèn)得了。我覺得世紀(jì)之交，大家要重新有一個認(rèn)識，認(rèn)識學(xué)科本位的問題。

一門科學(xué)的內(nèi)涵和定義至少有四個屬性：

整體和局部性科學(xué)是一個復(fù)雜的知識體系，好比一塊蛋糕。為了便于研究，要把它切成大、中、小塊。首先切成自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和社會科學(xué)三大塊。在自然科學(xué)中，又有許多切法。一種傳統(tǒng)的切法是分為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等一級學(xué)科。近年來又有切成物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、納米科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的分類方法?；瘜W(xué)是從科學(xué)整體中分割開來的一個局部，它和整體必然有千絲萬縷的聯(lián)系。這是它的第一個屬性。

學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和交叉如果把科學(xué)整體看成一條大河，那么按照各門科學(xué)研究的對象由簡單到復(fù)雜，可以分為上游、中游和下游。數(shù)學(xué)、物理學(xué)是上游科學(xué)，化學(xué)是中游科學(xué)，生命科學(xué)、社會科學(xué)等是下游科學(xué)。上游科學(xué)研究的對象比較簡單，但研究的深度很大。下游科學(xué)的研究對象比較復(fù)雜，除了用本門科學(xué)的方法以外，如果借用上游科學(xué)的理論和方法，往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科學(xué)之花，可以接下游科學(xué)之木”。具有上游科學(xué)的深厚基礎(chǔ)的科學(xué)家，如果把上游科學(xué)的花，移植到下游科學(xué)，往往能取得突破性的成就。例如1994年諾貝爾經(jīng)濟獎授予納什，他在1950年得數(shù)學(xué)博士學(xué)位，1951－1958年任美國麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)講師、副教授，后轉(zhuǎn)而研究經(jīng)濟學(xué)，把數(shù)學(xué)中概率論之花，移到經(jīng)濟學(xué)中來，提出預(yù)測經(jīng)濟發(fā)展趨勢的博弈論，因而獲得諾貝爾經(jīng)濟獎。

發(fā)展性化學(xué)的內(nèi)涵隨時代前進而改變。在19世紀(jì)，恩格斯認(rèn)為化學(xué)是原子的科學(xué)（參見《自然辯證法》），因為化學(xué)是研究化學(xué)變化，即改變原子的組合和排布，而原子本身不變的科學(xué)。到了20世紀(jì)，人們認(rèn)為化學(xué)是研究分子的科學(xué)，因為在這100年中，在《美國化學(xué)文摘》上登錄的天然和人工合成的分子和化合物的數(shù)目已從1900年的55萬種，增加到1999年12月31日的2340萬種。沒有別的科學(xué)能像化學(xué)那樣制造出如此眾多的新分子、新物質(zhì)?，F(xiàn)在世紀(jì)之交，我們大家深深感受到化學(xué)的研究對象和研究內(nèi)容大大擴充了，研究方法大大深化和延伸了，所以21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。

定義的多維性一門科學(xué)的定義，按照從簡單到詳細(xì)的程度可以分為：（1）一維定義或X－定義，X是指研究對象。（2）二維定義或XY－定義。Y是指研究的內(nèi)容。（3）三維定義或XYZ－定義。Z是指研究方法。（4）四維定義或WXYZ定義，W是指研究的目的。（5）多維定義或全息定義。一門科學(xué)的全息定義還要說明它的發(fā)展趨勢、與其他科學(xué)的交叉、世紀(jì)難題和突破口等等。這樣才能對這門科學(xué)有全面的了解。下面以化學(xué)為例加以說明。

化學(xué)的一維定義

21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。泛分子的名詞是仿照泛太平洋會議等提出的。泛分子是泛指21世紀(jì)化學(xué)的研究對象。它可以分為以下十個層次：（1）原子層次，（2）分子片層次，（3）結(jié)構(gòu)單元層次，（4）分子層次，（5）超分子層次，（6）高分子層次，（7）生物分子和活分子層次，（8）納米分子和納米聚集體層次，（9）原子和分子的宏觀聚集體層次，（10）復(fù)雜分子體系及其組裝體的層次。

化學(xué)的二維定義化學(xué)是研究X對象的Y內(nèi)容的科學(xué)。具體地說，就是：化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài)，直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應(yīng)，制備、剪裁和組裝，分離和分析，結(jié)構(gòu)和構(gòu)象，粒度和形貌，物理和化學(xué)性能，生理和生物活性及其輸運和調(diào)控的作用機制，以及上述各方面的規(guī)律，相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。

化學(xué)的三維定義化學(xué)是用Z方法研究X對象的Y內(nèi)容的科學(xué)。化學(xué)的研究方法和它的研究對象及研究內(nèi)容一樣，也是隨時代的前進而發(fā)展的。在19世紀(jì)，化學(xué)主要是實驗的科學(xué)，它的研究方法主要是實驗方法。到了20世紀(jì)下半葉，隨著量子化學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用，化學(xué)不再是純粹的實驗科學(xué)了，它的研究方法有實驗和理論?，F(xiàn)在21世紀(jì)又將增加第三種方法，即模型和計算機虛擬的方法?；瘜W(xué)的四維定義化學(xué)是用Z方法研究X對象的Y內(nèi)容以達到W目的的科學(xué)?；瘜W(xué)的目的和其他科學(xué)技術(shù)一樣是認(rèn)識世界和改造世界，但現(xiàn)在應(yīng)該增加一個“保護世界”?；瘜W(xué)和化學(xué)工業(yè)在保護世界而不是破壞地球這一偉大任務(wù)中要發(fā)揮特別重要的作用。造成污染的傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變是必然的趨勢。21世紀(jì)的化工企業(yè)的信條是五個“為了”和五個“關(guān)心”：為了社會而關(guān)心環(huán)保；為了職工而關(guān)心安全、健康和福利；為了顧客而關(guān)心質(zhì)量、聲譽和商標(biāo)；為了發(fā)展而關(guān)心創(chuàng)新；為了股東而關(guān)心效益。

化學(xué)的多維定義———21世紀(jì)化學(xué)研究的五大趨勢

1、更加重視國家目標(biāo)，更加重視不同學(xué)科之間的交叉和融合在世紀(jì)之交，中國和世界各國政府都更加重視國家目標(biāo)，在加強基礎(chǔ)研究的同時，要求化學(xué)更多地來改造世界，更多地滲透到與下述十個科學(xué)郡的交叉和融合：1數(shù)理科學(xué)，2生命科學(xué)，3材料科學(xué)，4能源科學(xué)，5地球和生態(tài)環(huán)境科學(xué)，6信息科學(xué)，7納米科學(xué)技術(shù)，8工程技術(shù)科學(xué)，9系統(tǒng)科學(xué)，10哲學(xué)和社會科學(xué)。這是化學(xué)發(fā)展成為研究泛分子的大化學(xué)的根本原因。所以培養(yǎng)21世紀(jì)的化學(xué)家要有寬廣的知識面，多學(xué)科的基礎(chǔ)。

2、理論和實驗更加密切結(jié)合

1998年，諾貝爾化學(xué)獎授予W．Kohn和J．A．Plple。頒獎公告說：“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具，將化學(xué)帶入一個新時代，在這個新時代里實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)?；瘜W(xué)不再是純粹的實驗科學(xué)了?！彼栽?1世紀(jì)，理論和計算方法的應(yīng)用將大大加強，理論和實驗更加密切結(jié)合。

3、在研究方法和手段上，更加重視尺度效應(yīng)

20世紀(jì)的化學(xué)已重視宏觀和微觀的結(jié)合，21世紀(jì)將更加重視介乎兩者之間的納米尺度，并注意到從小的原子、分子組裝成大的納米分子，以至微型分子機器。

4、合成化學(xué)的新方法層出不窮合成化學(xué)始終是化學(xué)的根本任務(wù)，21世紀(jì)的合成化學(xué)將從化合物的經(jīng)典合成方法擴展到包含組裝等在內(nèi)的廣義合成，目的在于得到能實際應(yīng)用的分子器件和組裝體。合成方法的十化：芯片化，組合化，模板化，定向化，設(shè)計化，基因工程化，自組裝化，手性化，原子經(jīng)濟化，綠色化。化學(xué)實驗室的微型化和超微型化：節(jié)能、節(jié)材料、節(jié)時間、減少污染。從單個化合物的合成、分離、分析及性能測試的手工操作方法，發(fā)展到成千上萬個化合物的同時合成，在未分離的條件下，進行性能測試，從而篩選出我們需要的化合物（例如藥物）的組合化學(xué)方法。

5、分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué)分析化學(xué)已吸收了大量物理方法、生物學(xué)方法、電子學(xué)和信息科學(xué)的方法，發(fā)展成為分析科學(xué)，應(yīng)用范圍也大大拓寬了。分析方法的十化：微型化芯片化、仿生化、在線化、實時化、原位化、在體化、智能化信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化。單分子光譜、單分子檢測，搬運和調(diào)控的技術(shù)受到重視。分離和分析方法的連用，合成和分離方法的連用，合成、分離和分析方法的三連用。

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