自然科学需要重新分类

在最先的时候，并没有分学科。“一事不知，儒者之耻”、“上知天文，下知地理”就是明证。渐渐地，知识累积得愈来愈快，就有了分工，学科也分别成长。大概在二三百年前形成了各种学科。在认识自然方面，有六大学科，数、理、化、天、地、生，一直沿用到今日。

学科是发展的。以化学为例，自从有了原子分子学说以后，化学的任务是认识分子，变革分子。在化学变化中，原子是守恒的。在变革分子的量的关系中人们可以定出分子的原子组成，当时认为认识分子的组成就可以认识分子。自从发现了同分异构以后，知道分子的性质不仅决定于它的组分还要看它的结构。研究结构用物理方法比化学方法更好。不仅如此，化学反应受外界条件影响的研究也牵涉到属于物理的热、声、光、电、磁等，于是产生了许多新学科，如热化学、电化学等新的物理化学学科。到了上世纪末，发现了电子和原子核，于是物质不灭定律就变成为原子核和电子守恒定律。但是化学家最关心的问题，“原子如何形成分子”？还没有解决，因之而有各种、各样的猜测，如八隅说、电子对说等，但都是些想象。到本世纪初，量子学说出现了，那是一个革命的学说，很难接受，但与实验符合。后来出现了量子力学，也叫波动力学。人们用它解决了氢原子的光谱问题，后来又用它解决了氢分子离子问题，最重要的是用近似法求得氢分子的能级，尤其是它能算出电子在分子中的分布。于是，电子不再是粒子而是像云一样地分布在两个氢原子中间，和化学家所想象的一样，这就开始了人们对化学键的了解。随着计算技术的发展，量子化学学科开始形成，并且发展得很快，这一学科是物理和化学的共同产物。

不仅这一个例子，事实上现在已经找不到一个纯粹的化学变化或物理变化，水从气态变成液体时，产生许多氢键，因之它同时具有物理变化和化学变化双重性质。可以说，原来的分类已经发展了。再从这两种变化中的守恒关系看，物理变化中，本来假定分子守恒，而化学变化中，电子和原子核守恒。而水在液体时不是H20，是多种缔合物，分子并不守恒。因此，在分子问题中，化学和物理几乎都是并肩工作的。分子中主要作用力是键力，但除它之外，还有许多种力。分子间就有vanderwaals力，那是使分子从气体转变成液体的主要的力，范（vanderwaals）氏力的本质也是电的，也可以从量子力学求得，分子中除了键力之外还有好多类似于范氏力的相互作用，这些作用都随着距离的加大而有不同程度的迅速减少。但在凝固态中，相互作用在概念上提出新的问题。什么是分子？分子最初是哲学家设想为用机械方法破分的最小单位，这已经过时了，必须加以扩大，它应包括普通的化学键饱和分子，许多象金刚石那样的大分子，有不饱和化学键的自由基、离子等。它们的共同特点是有一定的稳定性，由原子核和电子组成但不一定是电中性的，都可以用量子力学来处理的物质系统。从这一定义出发原来的数、理、化、天（一部分）、地（一部分）、生都可以合并为一个科学———分子科学。这是一门基础科学，是为了认识宏观世界的。认识世界的其他基础科学是核科学和亚核科学等。

我国的教学计划不能再用老一套将物理、化学、生物分开，而必须合在分子科学的旗下，虽然可以有重点地培养，但一定使学生了解它们的关系。所有学生都应有一定的数学基础，实验和理论计算也要有一定的训练，但可以有重点地让学生选择。也就是说，学生必须具备宽泛的基础和对科学的发展的正确认识，才能适应学科新而快的发展。站得高，看得远并具有发展的基础，学科的重新分类有利于人才的培养。