|
 |
|
Je li istina da se sva kemija moze svesti na kvantnu fiziku?
|
|
Ime i prezime:
Matija Grašinec
m.grasinec@gmail.com
|
 |
 |
Može, u istoj mjeri kao što se funkcioniranje Interneta može svesti na tranzistore. Ili kao što se sociologija može svesti na fiziologiju.
Općenito, kvantnomehanički fenomeni leže u pozadini svega što se zbiva kako na atomsko-molekulskoj, tako i na supramolekulskoj razini te svim višima. Još općenitije, svekoliko se bivanje može opisati počevši od seta zasad neuhvatljivih načela (koherentnog) slaganja zasad neuhvatljivih temeljnih čestica (ili, bolje, elemenata) s-tvar-nosti te iz njih proizlazećih načela prema kojima se složenije čestice slažu u još složenije. Tu, naravno, treba paziti na to da se ne preskoči vrijeme kao dimenzija (i možebit sijaset dodatnih dimenzija, kakova god bila njihova narav). Neki fenomeni funkcioniraju zajedno iako ih zajedno ne možemo vidjeti, budući da se međusobno izmjenjuju kroz vremenske cikluse.
Naravno, mi tu ne možemo znati postoji li uopće donji rub stvarnosti. Beskonačnost je nepojmljiva našem umu, što ju čini dosta odbojnim elementom stvarnosti, ali to je samo naša, ograničena perspektiva.
Ono što nam je dobro poznato kreće nešto niže od tzv. standardnog modela, koji se drži kvarkova i leptonâ kao osnovne građe materije te nekoliko čestica koje predstavljaju temeljne interakcije. Na slaganju tih čestica temelji se svekoliki atomski svijet. Slaganje atomâ u molekule i veće strukture temelji se isključivo na elektrostatskim interakcijama (gravitacija, iako makroskopska sila, tu igra zanemarivu ulogu, dok nuklearne sile ne idu van atomskih jezgara, osim u neutronskim zvijezdama i možda crnim rupama) i tu dolazimo do odnosa (kvantne) fizike i kemije koji si spomenuo. Kako se sve međuatomske i međumolekulske interakcije mogu izvesti iz kvantnomehaničkih načela koja opisuju njihovu električku narav, to se može reći i da se kemija temelji na kvantnoj mehanici.
To, međutim, ne znači da poznavanje kvantne mehanike znači i poznavanje kemije. Problem leži u kompleksnosti i emergenciji, odnosno u tomu što je sustav redovito više od zbira svojih komponenti. Primjerice, gledamo li na atom kao nakupinu protonâ, neutronâ i elektronâ, nećemo moći objasniti gotovo ništa od onoga što možemo opaziti da se zbiva s atomima. Razlog tomu je što subatomske čestice u atomu zajedno bivaju na točno određene načine, koji se ne mogu izvesti ni iz koje čestice ponaosob, nego jedino iz svih njih zajedno. Ta pravila slaganja ili bivanja obično je toliko teško predvidjeti, da ih ljudi nazivaju emergentnima, što bi reklo da su se naprosto pojavila. Slično, svojstva molekula, supramolekula ili materijalâ ne mogu se svesti na svojstva atomâ koji ih grade i potrebno je otkrivati (ili smišljati) nova pravila kojima bi se opisalo što se zbiva u (supra)molekulskom svijetu. Da to proizlazi iz kvantne mehanike, vidi se iz toga što računalna kemija postaje sve jačom granom kemije. S druge strane, računalna kemija i dalje muku muči s predviđanjem gotovo svega što nadilazi pojedinačne molekule, tako da je i dalje jednostavnije napraviti pokus, negoli račun, e kako bi se doznalo kako se ponaša neka tvar ili materijal. Zbog svega toga svođenje kemije na (kvantnu) fiziku, baš kao i svođenje biologije na kemiju ili psihologije na biologiju, malokad bude išta više od bahaćenja "fundamentalnijih znanstvenika".
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
