《科学的社会功能》第86章

从本质上阐明了表面上看来毫无道理可言的生命的化学构成，因而也从本质上阐明了生命的起源。地质学本身仅能对这个问题为我们提供一半答案，另一半须由化学来提供。
化学
过去一百五十年中化学的进展都应归功于拉瓦锡所开创的化学大革命在实践中的应用。不过，人们还没有充分认识到在过去十年中已经由于应用了新的量子力学以及光谱分析和X射线分析等新方法而产生了另一场规模大得多的革命。
我们现在已经可以把电子和原子核的力学系统的行为和久已熟知的化学反应联系起来。起初，这当然仅仅促使人们对化学重新进行解释，不过，事情必然不是到此为止，必然还会建立一门比十九世纪的化学合理得多的新化学，就象十九世纪的化学比先前的实验化学更为合理那样。现在已经可以清楚地看出，早期化学所以表面上看来很简单，主要是由于它几乎仅仅研究单盐和气体分子。它把凡是无法解释的最基本的现象，如构成岩石的硅酸盐或者金属及其矿石的现象，干脆搁在一边。新方法已经把这一切都改变过来了，而且可能带来更大的变化。人们对硅酸盐化学，已有充分理解，说明它仅是单盐的电化学原理在结晶状态的复合条件下的应用。
不过这种认识，必然会对地质学与陶瓷、玻璃和水泥工业具有极大重要性。
金属 在另一方面，金属化学证明具有与化学其余分支完全不同的性质。这种性质是由游离电子的存在所决定的。
游离电子使金属具有特殊的光泽。虽然我们现代文明几乎完全建立在使用金属和合金的基础上，直到十年前，我们对金属和合金的全部知识都是通过尝试错误方法得来的纯经验知识。这种方法和文明初期冶金工匠的方法在性质上毫无二致。
我们现在借助X射线已经有办法对金属结构这行分析，而且借助电子说已经有办法把这些结构同金属性能（机械性能，导电性能等等）联系起来。这便意味着合理冶金学的诞生。它在技术应用方面具有无法估量的潜力，不过这些技术应用在过去和今天都由于我们的科学和工业组织形式的不合理的混乱状态而受到阻碍。
反应 在化学的其他方面，可望产生不那么基本但却是同等重要的发展。在某种意义上，分子化学的静态问题已经获得解决了。我们已经知道了、或者说在大多数情况下我们都有办法搞清，分子的化学结构是什么。现在最令人感到兴趣的是动态方面，即某些分子怎样变成其他分子的问题。这个问题的解决将为我们提供新的合成方法，不过更重要的是，这将有助于填补实验室化学与生活化学之间的空白。除了蛋白质以外，我们已经知道了在生命过程中起作用的大多数分子的结构。在某些情况下，我们甚至能够把它们合成，不过我们对于这些物质怎样在活的动物或植物中制造出来，大体上仍然完全茫无所知。
化学的改造 为了要解决这个问题，单单考虑古典化学是不够的；我们必须运用全部现代物理学知识。在科学目前所处的状态下，由于学科之间缺乏相互了解以及由于古典化学的所谓既得利益集团的作梗，这个过程受到阻碍。化学工业在十九世纪的大发展使化学家成为科学家中人数最多、成份最均匀的集团。化学家的人数比一切其他科学家加在一起还要多。化学技术往往变成一个对外不公开的体系，只有熟手才会操作。对来自外界的技术总是迟迟不予采用。例如X射线结晶学方法可以大大简化从事研究工作的化学家和工厂化学家的工作，但是经过十五年之久还没有被采用，在目前状况下还可能再搁置五十年才会普遍使用。
胶质和蛋白质 我们逐渐越来越明白，生命的基本特点带有胶质化学性质，同最重要的生命过程有重大关系的结构并不是细胞、细胞核、染色体等等组成的比较粗糙的结构，而是蛋白质分子、蛋白质和多糖链或膜组成的精细结构。迄今我们一直把胶质看作是天然的。现在我们逐渐开始知道胶质粒子是由于某种程度的聚合（亦即许多分子的聚集）而形成的，就是这种聚合产生了纤维素和橡胶之类的纤维物质。最最重要的胶状物质是蛋白质，不论它是以球状分子的形态出现、以纤维的形态出现，还是以膜的形态出现。一旦我们解决了蛋白质的问题（包括如何解释蛋白质作为酶的化学作用，如酵母菌在发酵过程中或胃蛋白酶在消化过程中的作用），我们就将朝着填补生命系统和无生命系统之间的空白迈进一大步。恩格斯说过：“生命是蛋白质存在的形式。”我们不久就能够对他的话进行检验了。从实用来说，关于胶质和生物化学的知识对于影响人类生活的主要工业当然是极为重要的。
粮食生产、储藏和加工的改进；纺织、制革和橡胶工业的改进都有赖于这些科学的发展。
生物学
生物学的两个长期未能解决的大问题是功能和起源。生物如何生活？它们怎么会变成这样？上一世纪的生物学主要研究生物的形态。现在我们知道，这些形态同它们在动物生活中所起的功能是不可分割的。形态学和生理学正在融合为一体。但是一个有机体并不是一个现成的东西。它是一个在个体生命的进程中不断重复，而在生命演化进程中只出现一次的过程。胚胎学、遗传学和进化都是另一个问题——即物种起源问题——的组成部分。如果没有它，就无法解决功能的问题。近年来，这两个方面都面目一新。人们认为，我们在生物身上粗粗观察到的现象——生物的微观和宏观外表、它们的运动、它们的明显的生长，发育和异同——仅仅是一种物理化学结构的隐蔽的化学变化的表面迹象，这个结构本身极为复杂而古老。眼前的一个大问题是如何理解生命的过程和发展的化学基础。将来，生物化学一定会在许多其他学科都望尘莫及的规模上发展。因为我们现在才仅仅开始知道存在着一些我们还无法解答的问题。有机体的化学平衡过程、食物中氧化剂及荷尔蒙和维生素之类特殊化合物的具体相互作用都得一一查明。在这样做的时候，我们将发现许多新方法，可以用来在迄今做梦也没有想到过的程度上控制生命。
生物化学 发展有效医学的主要希望就寄托在这种分析上。将近上世纪末，随着细菌学的各种发现，医学就开始从半经验性、半巫术性的实践向一门应用科学过渡。——不过这种过渡才刚刚开始。细菌和病毒引起的疾病是对身体的一种外来侵袭；在一切其他疾病中，以及在不少由细菌引起的疾病中，主要的因素是身体本身的功能在自然化学物质的平衡方面出了毛病。了解这些物质在人们健康和生病时期什么作用，是合理控制疾病的第一步。由于分析糖尿病和恶性贫血的病情，人们发现了一种特殊的物质和一种治疗方法。有必要把这种分析方法推广应用到一切其他疾病上去。对两个主要的、未解决的疾病问题，即硬化症和癌的问题，才刚刚开始研究。这两种疾病是造成老年人死亡的主要原因。由于有关医学的生化研究规划处理不当，过分强调化学方面，由于医学界和药品制造商既得利益集团的阻挠，这方面的研究始终没有进展。一旦这些阻力消除了，一旦胶质化学家和生物化学家、生理学家及病理学家之间建立了有组织的合作，进展将会是迅速的。
生物物理学 与此同时，人们也不会忽略生命的物理方面。现代物理学已经进入生物学，力图解释运动和感觉的基本机制。肌肉收缩，神经脉冲的传导，消化和分泌，既是化学现象，也是物理现象。不过生物物理学家的任务才刚刚开始。一切检查物质的结构和变化的新方法——电子显微镜，X射线分析，紫外线和偏振显微镜，热、电和声音探测器——都应该用于生物学，并且应该交给既能从物理学上又能从生物学上理解自己所发现的事物的意义的人员来使用。同较老的组织学家的方法或者生物化学家的方法比起来，这种方法的重大价值在于：有了精密的技术，就比较容易接近于详细研究一个完整的动物或植物的机制。从效率和协调的观点来看，高级动物的机制非常有效率，对这些机制的研究必定会有助于说明许多其他机制和组织问题，特别是社会协调的问题。科学的主要问题之一是神经控制的复杂机制，直到对人类大脑作用的解释问题。在这个问题上，生物物理学必然和生物化学及对动物行