寻求多种科学理论的统一

寻求对实验解释的统一性，各化学理论的统一性以至同其它学科理论的统一性，是解决现代化学前沿领域问题的又一途径。在电化学中，离子的水化数可通过各种实验方法来测定，然而采用的方法不同，则所得的数值大相径庭。如何对这些令人迷惑的实验事实作出统一的解释呢？这个问题引导着化学家们努力提出一种统一的离子水化壳层结构模型。例如，美国电化学家博克瑞斯（Bockris）提出了这样一个模型：紧挨离子近旁的初级水化层由按离子电场取向排布的水分子组成，这些水分子丧失了平动自由度；往外是由受到破坏的水分子组成的次级水化层，它们保持自己的独立运动，而不参与中心离子的运动；再往外则是具有正常结构的水。这一模型虽然尚未得到普遍认可，但它又引出了一系列重要问题。如：初级和次级水化层之间有无确定的界面？怎样确定实测水化数是初级或次级水化数？
     这两种水化数如何随离子所处环境的变化而变化？怎样设计一种实验来测定初级水化数而不受次级水化层影响等。对化学理论统一性的追求还可举出有机量子化学为例。在此领域，目前主要有三大理论：前线轨道理论、能级相关理论、芳香过渡理论。这三种理论在阐述协同反应历程时所得结论基本一致，均符合分子轨道对称守恒原理。既然如此，三者有何内在联系呢？也就是说，它们能统一吗？我国化学家唐敖庆1975年发表的重要论文“分子轨道对称守恒原理的新发展”就是关于这个问题的研究成果。在这里，有一点值得注意，那就是当我们寻求化学理论的统一性时应避免用牛顿方式去理解问题，即用量子力学方程取代牛顿运动方程，结果只不过是牛顿物理学的一元论换上了由薛定谔方程所支配的新的一元论，从而导致不切实际地继续追寻一种客观的单一参照框架。这种框架企图从某种统一的基本原理中（至少在原则上）推导出一切化学现象。应该看到，如今考察化学现象的经典方式不再是绝对可靠的，化学主题也已经改观了。
     我们不应片面地或用单一模式去追求化学理论的统一，而应该允许化学理论多元的存在与探索，否则会适得其反。化学与其它学科的内在联系是什么？现代化学前沿十分重视对此问题的研究。这种研究集中表现在：化学与物理学是统一的吗？化学与生物学是统一的吗？许多学者对此持肯定态度，认为化学热力学、化学动力学、化学统计力学和化学量子力学（量子化学）四大理论化学分支表明了化学和物理学在理论上的统一；也有人认为基本粒子化学、色化学等表现了化学和物理学在研究对象上的统一。同样，有人认为对生命起源、生命本质和生物进化的化学研究也表明了化学与生物学的统一性。我国学者（如金松寿）甚至将反馈概念及一系列控制论观念引入化学研究，寻求化学与控制论的统一，并建立起崭新的控制论化学。我们赞同这样一种见解：当今理论化学最重要的任务就是推进化学各部门间，以及化学与相邻学科间的相互理解与沟通。因为化学作为一门科学，其生命力是以其各部门的联系为条件的。各个独立部门的进步，使化学高度分化以至陷入支离破碎状态。这种状态使高度抽象的简洁、统一和预见能力成为必要。而要将这种必要转化为现实，离开与相邻学科（主要是物理学和生物学）的联系与渗透是不可能的。