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化学前沿中的方法论分子设计中的方法论问题


化学先生 / 2019-08-21

 

 
    在分子设计中,从方法论的角度看,首先是如何把基本要素(原子、离子、原子团)合理地组织成具有人们所需性能的结构,这就迫使人们去思考微观化学客体为什么会形成结构。

    一般来说,微观化学客体之所以形成结构,是由于各要素物质、能量、信息、运动非均匀非对称分布面造成的。完全的均匀、对称、连续。就不会有结构、只能是混沌,例如,一个已知的化学分子,它只能有有限的对称元素,只能进行有限的对称操作。

    在分于设计中,首先面临这样的问题:①选择什么要素构成分子骨架:②各种要家如何联系组织起来:③把设计的结构转变成现实结构的可能性与途径。首先,在选择构成要家时,要充分注意它们的相似性和匹配性,“水流湿、火就燥,相似者相容相叙者相成”,只有具有同一性的要素,才能互相匹配,互相结合。其次,选好合适的要素以后,还应当把它们联系组织起来。对于复杂的大分子,人们还难以一下子把它的要素组织成整体,往往要分多步进行,先使其小的局部结合起来然后再把各个局部对接成整体。各个局部相当于建筑业的预制件,对接就如同把预制件组建成建筑物。在这一过程中,化学家面临的困难有两点:第一是如何制造“预制件”:第二是用什么方法把“预制件”接合起来,完成预先设计的分子。完成这两步工作,涉及一系列的哲学认识论和方法论问题,主要要看分子设计的合理性与实践水平问题.如果设计不合理,任何方式也无法把它合成出来,即使设计上合理.用现有的实践手段和实验方法无法实现,在新方法创立之前,也是无法实现的。只有设计合理的分子,并用现有手段能合成出来,才有现实意义。

    在分子设计之初、就要步步考虑其转 变为现实的可能性,这就需要一个系统的思想方法,而不能顾此失彼。最后,分子设计完成之后。还要对设计方案与合成步骤进行全面检验和综合评判。最关键的是测试新分子的性能是否达到了设计要求,经济上是否可行,有没有实际意义和价值,等等。例如,某农药专家设计制造了一种新型除草剂,效果和性能都非常好但进行经济核算时,发现每亩地施用该除草剂的成本是作物收获价值的20倍。这样的设计,尽管在科学上是有价值的,但在实际上是没有意义的。

    化学前沿的另一个重要方面是向生命科学靠拢, 所以,还应当对生命化学的方法论问题,作些粗略的研究。
 

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