化學原理啟迪374
Don Quijote parte 4 2
1.
處理關於分子鍵結與結構問題時，我們對分子的描述都是一種理論上的模型，而且用的是比較簡單的模型。這些模型特別有價值，因為它們提供我們關於分子外型與運動的圖像。
2.
這些模型幫助我們判斷，面對比較複雜的物質行為時，應當問什麼樣的問題才能更完整地瞭解事實。雖然模型十分有價值，我們必須謹記模型過度簡化十分複雜的情況。我們必須瞭解模型給我們的是一個比較膚淺的觀念，過度相信模型萬用經常使我們誤入歧途。
3.
舉例來說，經過許多關於分子軌域的討論，你可能會得到一個印象認為分子軌域是確實存在的東西。事實上，分子軌域並不存在，至少不是在物理上可以感覺得到的。
4.
軌域是數學函數的圖像，分子軌域是修正過的薛丁格方程式的解答。因此分子軌域是我們描述原子與分子的數學工具。現實物理世界沒有軌域這種東西。
5.
如果你能夠看到水分子，你應該無法在分子上看到任何教科書上的畫的軌域圖。這些軌域圖只是幫助我們看到水分子方面的理論資訊。
6. 徐弘毅注：分子軌域描述的是能量粒子（量子）的世界，我們眼睛可以看到的只有原子、
分子這些比較大顆的粒子，能量粒子太小太小、移動速度太快，所以眼睛看不到。
然而，看不到的東西並不代表不存在，分子的構造、化學行為經常是來自於它們的能量粒子，科學家必須掌握這些能量粒子的行為，才能掌握物質的化學特性，因此依據蒐集到的資訊，用數學的方法設計一些模型來描述這些能量粒子出現機率較高的區域、行為模式。(完)
7.
我們也必須要清楚一點，原子與分子的問題遠比我們目前所想的複雜，專精於這個領域的化學家平常使用的是加倍複雜的程序方法。這些量子力學計算使用的近似值遠少於建立模型所使用的比例。（模型用許多近似值，比較沒有那麼接近真實）
8.
雖然專精於量子力學領域的科學家採用的方法，對原子與分子的數學描述比較精準，可是在物理上比較難解釋。（數據太多、公式太詳盡，反而抓不到重點）
9.
相反地，簡單、圖像化的模型很好用，它們幫助我們進行初級化學思考，組織實驗而來的資訊。舉例來說，許多實驗證據顯示甲烷的鍵結電子軌域是四面體構造。
10.
我們已經學過，價電殼層電子對模型VSEPR model預測甲烷的價電子軌域是四面體構造，並且甲烷的中心碳原子是sp3混成軌域，符合這個結構的需求。當然，這不代表甲烷確實有4對能量一樣的定域化的電子
11.
徐弘毅注：甲烷的定域化電子指的是4對價電子固定在甲烷中心碳原子四周某個特定位置，這不完全正確，因為分子內的原子是動態的，化學鍵會伸縮、擺動，並且分子系統多一顆或少一顆鍵結原子，化學鍵的能量也會改變。（完）
12.
雖然甲烷的實際情況比模型複雜，但這並不會抹消模型的實用性。模型仍舊十分有效地幫助我們組織實驗得到關於分子的大量資訊。
13.
舉例來說，化學家用模型預測出sp3混成軌域的碳原子的某些行為，知道sp3混成軌域的碳原子不論在什麼樣的分子裡，其行為都有一些特殊的模式。
14.
同樣地，sp2混成軌域的碳原子與sp混成軌域的碳原子也可經由模型歸納出一定的行為模式。
15.
當我們談到原子與分子的理論時，還有一些其他的觀點值得注意。即使是這個領域的專家也不同意用數學來描述原子與分子的方法。這本教科書列舉出來的鍵結基本觀念也仍然是有爭議的。
16.
因此學習者必須要瞭解各種模型本身的特質，並且瞭解實驗所得的資訊與理論提供的資訊之間的差異。
17.
物質太過複雜，從複雜的物質所得的資訊建立的理論太過龐大，使得我們必須裁減理論，限縮成只解釋自然界一小部分的特質，將理論簡化成容易理解與使用的模型或公式。
18.
然而，如果人假設這麼有限的理論可以用來解釋廣大的世界，這是一件非常危險的事。我們必須非常小心地應用理論去問恰當的問題，否則我們將會面臨被理論誤導的危險。
19. 徐弘毅：《金剛經‧妙行無住分》釋迦牟尼對須菩提說：菩薩於法，應無所住行於布施。「法相」指 一個學習者對於「知識」，應該不要盲目地相信，或盲目地記憶、死背下來，這會影響一個學習者的正確觀念，會阻礙一個人的思想境界跟創造力。「布施」是指應用所學的知識；「無所住布施」，多方實驗、檢驗、執行所學的知識。
20. 從廣大世界濃縮出來的公式、模型、理論，是一種「法」，學習者如果太盲目相信公式、模型、理論萬能，就是著了「法相」，會面臨被公式、模型、理論誤導的危險。同樣地，如果學習者完全否定公式、模型、理論的價值，認為它們不是真的，這也是著了「法相」。
21. 所以，釋迦牟尼主張：菩薩應如是布施，不住於相。何以故？若菩薩不住相布施，其福德不可思量。不要盲目地去相信定義、規則，不要死守舊傳統，要去思考理解其中的意義，因為這些框架會造成一個人的學習障礙，使人失去創造力。如果一個學習者，能夠打破這些框架而努力地求知求學，那麼他的智慧將沒有辦法限量，他的思想將會自由廣闊。
22. 我們應該仔細瞭解每一個公式、模型、理論的優點與缺點，並且瞭解實驗所得的真實資訊與理論提供的資訊之間的差異，非常小心地應用理論去問恰當的問題，解釋現象。
23. 釋迦牟尼問：須菩提，於意云何？東方虛空可思量不？東邊的宇宙多大你能想像嗎？須菩提說：不也。沒辦法
24. 釋迦牟尼問：須菩提，南西北方四維上下虛空，可思量不？南邊、北邊、西邊的宇宙多大你能想像嗎？須菩提說：不也。沒辦法
25. 釋迦牟尼說：菩薩無住相布施，福德亦復如是不可思量。須菩提，菩薩但應如所教住。學習者如果打破框架，他的能力、智慧、修養也會像宇宙那樣廣大、無可限量，須菩提，作為一個學習者，你應當牢牢記住這一點。
n 翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》
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