中心科学

✍ dations ◷ 2025-06-27 08:45:59 #中心科学

化学常被称作中心科学是因为它连结了自然科学（其中包含化学）与生命科学和应用科学（如医学和工程学）。这一关系的本质是化学哲学和科学计量学的核心话题之一。化学这一用语因在《化学：中心科学》这本教科书中的使用得到普及。此书由Theodore L. Brown和H. Eugene LeMay所著，于1977年第一次出版，2014年第13次再版。化学的中心地位可见于Auguste Comte对科学的系统化和层级化的划分，其中每个学科为其后面的学科提供更加全面的框架（数学 → 天文学 → 物理 → 化学 → 生理学和医学 → 社会科学）。 Balaban 和 Klein 近期提出一个显示科学的偏序图表，其中自化学产生了诸多学科，因此化学可称得上是“中心科学”。在形成这些联系的过程中，下级的领域“不可还原（性）”（哲学）生成上级的领域。但公认的是，下级领域可以衍生出上级领域所没有的思想和概念。因此，化学建立在物理定律支配粒子（如原子，质子，电子，热力学等）这一知识的基础上，虽然目前为止化学还没有被“完全“还原”至量子力学”。元素的周期性和化学键等，是化学中基于物理基本力衍生出的概念。同样的，生物学无法完全还原至化学，尽管事实上负责生命的组织由分子组成。例如进化，用化学知识可以描述为生物体的DNA在基因的碱基对级别上的突变。但是，化学无法充分地描述这一过程，因为它不包含驱使进化的概念，如自然选择。化学是生物学的基础，因为化学为研究和理解组成细胞的分子提供了方法。化学与其他学科产生的联系由不同的子学科通过多个学科的概念所形成。物理化学、核化学及理论化学等领域同时需要化学和物理。化学和生物学在诸多领域相交，例如生物化学、药物化学、分子生物学、化学生物学、分子遗传学及免疫化学。化学和地球科学在地球化学及水文地理学等领域相交。进入21世纪，材料科学（特别是纳米科学）也被学术界称为中心科学。材料科学的中心地位主要体现在两个方面：一方面是大学和科研院所的其他院系（例如化学、物理、电子、机械等）纷纷加入材料科研的行列，发表了大量材料类论文；另一方面由于材料专业学生多元化（英语：Diversity (politics)）就业，在各行各业运用学到的材料科学知识推动社会进步。

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