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       1929年，量子力學創(chuàng)建者之一保羅·狄拉克（Paul Dirac）宣稱，人類已經知曉大部分物理學和全部化學的數(shù)學理論所基于的物理定律。

       在狄拉克看來，當時唯一的困難是，直接應用這些定律得出的方程過于復雜，難以求解。上述看法以及其他類似的宣言清晰說明，物理學家們野心勃勃地想要把所有化學現(xiàn)象還原至原子的量子力學。理由非常容易理解。原則上，化學范疇完全限定于薛定諤方程描述的電子分布中。有了已確立的原理，化學剩下的就是細節(jié)問題了?？v然只知道像氫和氦這樣只有一個或兩個電子的簡單原子的薛定諤方程的精確解，但是物理學家們仍然有理由認為，隨著數(shù)學工具技術的提高特別是數(shù)字時代帶來的計算能力的極大提高，所有其他元素和化合物的近似解將越來越接近真值。因此，原則上講，化學至少可以從量子力學中推演出來。

       我們或許會想，這些宣稱把化學還原至量子力學的主張肯定會激起望保衛(wèi)學科自主性的化學界的暴風驟雨般的抗議，但實際上當時并沒有出現(xiàn)這種反應。所以，比如帕內斯，他就曾平靜地回應道，雖然物理學家們或許試圖把所有的化學物質還原至終極初始物質，但是化學家們“仍有正當理由停留在把現(xiàn)象還原到化學上不可被破壞的物質即元素這個層面而不會由此再進一步深入，因此化學也就有理由保留化學與物理學在基本概念上的本質不同”。似乎多數(shù)化學家并不特別抵觸狄拉克的還原論原則。當他們于20世紀30年代開始引用狄拉克的這篇文章的時候，并未考慮其之前文章中的說教，而是試著應用文章中提出的量子力學模型。我們或許會認為，化學家們沒有給出抗議，要么是因為他們沒有看到還原主義計劃的潛在影響，要么是因為他們已經接受了該還原主義計劃限定給化學的從屬地位。關于他們的沉默反應也有另外的解釋，就是化學家們根本沒有把還原成量子力學這一計劃看成是可靠的計劃。畢竟，他們有充分的理由對此計劃產生懷疑。首先，原子物理學的出現(xiàn)很大程度上基于化學。不僅門捷列夫的元素周期表是解釋原子結構的指南，而且正如我們討論“同位素”一詞的引人時所說，玻爾（Bohr）的原子模型，其中帶負電的電子圍繞帶正電的核做軌道運動，也是基于化學現(xiàn)象。沿軌道運動的電子能夠通過吸收或者發(fā)射光子從一個軌道躍遷到另一個軌道，這種畫面是根據(jù)化學吸收和發(fā)射光譜構想的，并且從熟悉的元素化學模式。

       所以，被狄拉克的還原主義計劃震驚的不是化學家們，而是他的物理學家同行們，他們責備說以這種方法為基礎提出的原子模型違反了物理學的定律。的確，他們以輕蔑口吻所指的”第二量子論”看上去倒不像是要把化學還原成物理學，而是要嘗試重新定義物理學以使其與化學相一致。但是狄拉克的物理學家同行們也不是太過于擔心，因為狄拉克的計劃并未闡述如何確立計算和近似步驟這樣的實際問題。除了氫和氦之外，任何人在對原子或分子進行量子力學分析之前首先都需要克服上述問題，更不用說原子或分子之間的相互作用問題了。

       雖然研究型化學家們沒有感受到狄拉克宣言的威脅，但是似乎化學教師們卻感覺到了威脅，現(xiàn)在依然如此。來自化學教師圈子的批判者認為物理學家的野心是一種威脅，因而尋求把化學向著傳統(tǒng)上作為化學基礎的宏觀現(xiàn)象方向重新定位。他們小心提防著他們眼中的這項霸權性的哲學計劃。的確，狄拉克的宣言與長久以來的以找到所有自然現(xiàn)象的終極解釋為前提而一統(tǒng)科學的哲學雄心相呼應。大部分人認為，這項覆蓋范圍甚廣的計劃——也是邏輯實證主義的核心項目——讓物理學扮演基礎科學的角色，而化學只是物理學的衍生科學。

       懼怕把化學還原成物理學的這種擔心最近又重新浮出水面，表現(xiàn)形式是在美國發(fā)生的化學哲學的復活。1999年，化學家埃里克·謝里（Eric Scerri）創(chuàng)辦了一份新的雜志，名為《化學的基礎》（Foundations of Chemistry），它闡述的正是上面提到的這些間題。確實，雜志的名字剛好回應的是美國邏輯實證主義者發(fā)表的一系列著名文章，大標題為《科學統(tǒng)一的基礎》（Foundations of the Unity of Science），而這一系列文章對化學只字未提。埃里克·謝里本人把化學哲學視為與還原化學至量子力學行為作斗爭的主要武器，其目標是，證明化學的基礎存在于化學本身而非物理學。

       矛盾的是，還原到量子力學看上去已經不再是那么緊迫的問題。通過還原一種學科理論成另一種學科理論而一統(tǒng)科學的計劃已經遇到了無數(shù)的阻礙，受到了至少數(shù)代哲學家的抨擊。那些想要討論量子力學和化學之間關系的人以非常謹慎和微妙的方式進行著，比狄拉克要謹慎得多。莫妮克·利維（Monique Lévy）在對該問題的研究中表不示，這種還原滿足不了思斯特·內格爾（Ernst Nagel）所列舉的所有標準。因此，除了化學和物理學之間可能有某種不對稱關系之外，從量子力學推演出化學或者基于量子物理學對大部分化學現(xiàn)象作出可檢驗預測也都是不可能的。事實上，量子力學僅僅可以潛在地闡釋化學中的一小部分問題。

       如果我們把化學范疇限制在從物理學中推演出來，那么這門科學的整個領域都將消失（動力學、有機化學、生物化學、非平衡過程）。

       運用電子、質子、軌道和能量水平等概念解釋化學現(xiàn)象只有在明智而審慎地使用互補假說時才會取得成功。按照量子理論，碳應該是二價的，但是這并不會阻止它在大部分結合物中為四價態(tài)。軌道雜化假說可以為該四價態(tài)提供解釋，雖然這種解釋與量子理論是相容的，但它仍然屬于權宜性解釋。而且，物理學理論在系統(tǒng)化過程中也許已經成功融合了某些化學元素，但這不是結東化學理論的發(fā)展。這是為何莫妮克·利維最后贊成“通過綜合來進行還原”，這種還原形式保留了被還原學科的根本角色。

       如果我們看一看埃里克·謝里對還原論問題的處理方式，我們會發(fā)現(xiàn)他不僅拒絕接受企圖以量子力學解釋所有化學現(xiàn)象的“強硬的”還原論主義，而且也拒絕退而尋求“懷柔”立場，即在解釋水平不要求還原的情況下假設本體依賴性。埃里克·謝里提出了第三種選擇，這種選擇主要在于保衛(wèi)化學自主權，它宣稱爭論所涉及的是不同水平的“具有自主性卻相互關聯(lián)的”現(xiàn)實存在。他特別強調，化學家所使用的軌道與物理學家在量子理論中所用的軌道之間存在區(qū)別。謝里持有的觀點是，化學教師應該確鑿明確說明他們所說的軌道不同于現(xiàn)代量子力學所指的軌道。然而，有可能這種“雙語”模式帶來的危害要多過益處，因為它是不經意間對一種偏見的再次確認，即化學是落后于物理學的一門科學。這種雙語模式無異于把18世紀化學革命詮釋為化學遲來的一場革命，其意義等價于一個世紀前出現(xiàn)的天文學和機械學革命。按照這種理論，17世紀的“科學革命”創(chuàng)建了現(xiàn)代物理學，而化學不得不等到18世紀末才由拉瓦錫帶來化學的現(xiàn)代化變革，即所謂“推遲的革命”。對歷史的錯誤解讀無異于，現(xiàn)代觀察者們認為現(xiàn)代化學家們還仍然困于第一量子理論，還在盡力表述玻爾的簡單軌道模型，而物理學家們在很早以前已經放棄了這塊領域以尋找更好的、更加先進的模型。

       為幫助化學發(fā)展自身的哲學，化學家們需要走出對還原主義的恐懼并把注意力集中在其他問題上。通過解釋如何以及為何各種元素的化學性質遵循一個總體模式，量子理論顯然為化學的教學特別是為元素周期表的演示提供了相當多的優(yōu)勢。但這并不意味著化學家們可以利用量子力學獨自應付化學問題。為了了解某種物質的化學性質，化學家們需要在實驗室對它進行某些操作和測試：它導電嗎？它會形成什么樣的氧化物？其硫酸鹽溶于水嗎？宣稱所有這些性質可以從所涉原子的電子結構知識推演出來的化學家往往會使用“原則上”這個詞來開始闡述，以便讓他們的斷言顯得合理。這是因為，化學家們在深入研究元素和物質性質的時候，往往總會有意外發(fā)現(xiàn)。更進一步說，對這種非預期性質的探索已經導致形成了20世紀一些最有趣的化學研究。