< 更新 更早 >

化学

——见吐槽“化学是伪科学”所写。

化学是实验科学,关于反应的都是定性近似理论,毕竟化学量子力学没法计算复杂的化合物和有机物( In principle, solve Schrödinger Equation is not possible for many-electron atoms or molecules due to many-body problem, in practice it requires two levels of approximation),更无法预言复杂化学反应的基元步骤,只能作为实验建立的反应模型的佐证。但面向实验定量分析的分析化学,面向化工规模应用的化学热力学和化学动力学,都是科学研究和科技发展的基石。

“The job of a theory, from the most important one to the least: Prediction, suggestion, explanation, classification and remembering.” 化学的理论可以事后解释,可以提出一些建议(比如哪些反应不可能发生),在某些领域可以给出预言。这就挺不错了。

我从前认为数学自成一个柏拉图世界并决定物理实在可以如何,而我现在认为物理实在是世界的根本,数学并不比它更基本,并相信所有的数学都有物理实在对应。

只能说化学没有纯理论。但是理论物理里目前也没有啊——我认为凡是基于微扰论的,从量子化学到超弦理论,本质上都不是纯理论。路径积分和费曼图只是强大的计算工具,不是理论。

从费曼图开始,理论物理变得不仅仅解是微扰的,甚至连方程本身都是基于一定的微扰得出的。计算机可以暴力算微分方程,但它不能改变理论的微扰本质。超弦理论一直没证明高阶收敛。另外还有高能下高耦合系数的微扰问题,还有混沌力学问题…

有谁说过,如果他能记住所有粒子的名字,他就成为一个植物学家了。不妨设想一下,假设宇宙停留在高能状态,我们又是高能化学产生的生物,那我们的化学,就不再是关于原子,而是关于非基本的微观粒子的化学了。由于微扰论不再适用,基本粒子化合复杂,反应规律也会像我们的化学一样难以捉摸和预言。

对浸透前人实验的理论的衣来伸手的我,总幻想科学是精巧美丽的模型,以为理论物理就是规范对称性的发现,场方程的推导、求解、定性研究、微扰定量计算。4年的环境工程里的化学、微生物实验,给动手能力极差的我的收获,就是科学是从实验中来的,理论也要能应用于设计实验方案才有意义。 

宋皿

Published under (CC) BY-NC-ND tagged with 书写 化学 微扰