化學是不是能夠完全還原為物理學？

01-05

能完美解釋化學？

來來來，麻煩你用物理學完美地解釋一下為什麼濃硫酸有脫水性，而稀硫酸沒有脫水性，非常感謝。

――物理學可以完美解釋化學，

――化學又可以完美解釋生物學，

――於是，物理學可以完美解釋生物學。

――同樣的道理，物理學也可以完美解釋天文學。

――――――

我們認為世界是由物質相互作用（力）而產生和連接在一起的。幾個世紀的科學探索使我們把世界上千變萬化的力歸結成四種基本作用力、強相互作用力、電磁相互作用力、弱相互作用力、萬有引力。這樣的一種成就讓我們認為世界是有終極規律的。終究會歸結於一個原則。把上述四種力用一種理論解釋是愛因斯坦終其後半生所期望實現的目標。統一場論成為物理學重要的研究課題。楊振寧先生諾貝爾獎後最重要的工作就是在規範場論中提出了 Young-Mills 規範理論，使得四大作用力的統一研究產生了重大進展。

基本粒子的相互作用不但是物理學的基礎，同時也是化學的基礎。翻開任何一本化學書，原子結構、成鍵規則、分子軌道、配位規律，電子結構、光學特徵等等等等，無不依賴於電磁相互作用，也無不依賴於量子力學。生物（化）學是更複雜層面上的化學過程，這種高度複雜的化學過程構成了生命演化的基礎。從本源上，我們把一個個生命過程中的反應孤立開，就會看到其化學基礎與普通量子化學沒什麼區別。如果把每個化學反應步驟孤立開看，其反應的方向產物的結構的規律與物理學的基本原理也並無不同。但化學之所以不是物理，生物不是化學，也正是因為我們不能把它解析的孤立的看。我相信不論物理還是化學生物都是有規律的，都是可以用簡單的圖像來描述歸納的。這應該說是一種信仰，這種信仰支撐著我們去不斷的認識世界。自然科學是有統一的規律的，它在不同人為劃分的學科中體現不同。但這不是說我們可以用一種理論，一個公式解釋萬相。

先問是不是

沒錯，化學的最底層是物理學。

不過也沒有多少人會固執的使用物理學來研究化學，這不是沒有道理的。

物理學裡分很多類，有天體物理學，有核子物理學，有應用力學，還有原子物理學……

原子物理學主要是以量子力學為理論基礎的，偶爾會採用相對論修正一些結論。我們在大學物理第一課就被告知，物理學是研究力熱光電的，其實除此之外還有研究能量的。其中以研究原子外層電子/次外層電子鍵能作用為主的分枝就是化學。化學又分經典物理化學和量子化學兩部分，但實際上都是理論化學的範疇。典型的物理化學中的概念有吉布斯自由能，熵，表面能等等……在理論化學的基礎上才有應用化學，比如有機化學和生物化學等等(物理學也大致如此，在理論物理學的基礎上才有應用物理，比如核物理，固體物理和等離子體物理等等)。

從更深層面來講，必須先搞清楚什麼是「力」。初中物理學入門的第一個概念是「力」的概念，「力」被定義為「使物體相互作用的原因/使物體運動狀態發生改變的原因」。換言之，物理學家也不知道為什麼物體會發生相互作用，例如萬有引力和庫倫力(電荷之間的力)。但是我們可以觀察/測量到物體之間相互作用，而且物體之間的相互作用(力的大小和方向)是遵守一定規律的。在力這個概念之上定義了能量，例如沿著受力方向上，力和位移的積分被定義為能量。化學反應的參與者都是原子，整個過程主要涉及原子的外層/次外層電子(因為外層電子能量較低，容易發生電荷的轉移，內層電子能量較高，一般很難發生電荷的轉移)，且這些電子的運動速度比較低，相對論效應對電子能量的影響微乎其微，可以選擇性忽略，只要考慮量子力學就夠用了。

當然在大部分情況下研究人員都不會從底層物理出發來研究化學，因為理論化學方面的一些結論已經基本夠用了。就好比汽車工程師可以從各地購買零件拼裝成整車。但是隨著研究深度的加深，很多時候就必須從底層物理出發來研究化學。就好比汽車工程師有時為了造出性能更加優異的汽車，也會從發動機和變速器開始獨立設計。

然鵝並沒有……

理論上可以從底層物理出發構建模型研究化學過程，實際上這種研究方法的計算量非常大，除非你有強烈的自虐傾向。準確的說，量子力學方程的求解一直都是一個計算量非常大的工作，直到目前為止人類也只能求解一些簡單的模型(獲得解析的方程解)。實際應用中都是靠計算機來求解數值解……通常要巨型計算機(比如曙光5000)才能勝任。本人曾經使用某軟體學習量子化學，使用奔騰d雙核計算了兩個禮拜……最後以計算結果不收斂而失敗……

誰告訴你解釋了？

每個學科之間都是以我們人類的認知範圍進行分類的，其實這些學科之間沒有什麼明確的界限，所謂的化學物理生物只是人類對自然科學這個學科以人類的認知範圍為標準進行的分類。每個學科面向不同的自然現象，而我們所得出的某些定律只是通過一些現象的規律而總結的猜想。科學不是真理，不是教條主義。

薛定諤《生命是什麼》。分子生物學啟蒙之作。

繞得太遠了，物理干好基礎工作就好了，下面的工作就交給化學好了。

你算汽車速度的時候，會費老大勁把相對論效應算進去嘛？相對論是更基礎的哦。或者你打算用量子力學分析網球速度嗎？繞遠了就不實用了。

作為一個化學狗，我會告訴你化學並沒有什麼東西真正的被解釋了嗎…你只能夠假設假設假設…說起來挺慘啊…Σ( ° △ °|||)︴在我看來我身邊不學化學的，我都挺羨煞的…至少他們知道他們真正的目的啊…

現在到了分子生物學，仍然很多生物特性沒法用物理解釋。上面強答沒什麼幫助。承認無知，更好發現問題

請問對方辯友。你的學歷是什麼?院士？。。。。

不好意思

你的話比鴻毛還輕

先問是不是，再翻文獻，看不懂之後再問為什麼

你呀就是書讀得太少而想得太多