一、化学过程的化学解和哲学解 在化学领域中，人们经常不加区别地使用化学变化、化学反应和化学反应过程三个概念。 化学变化是指“一种或多种物质变成化学性质与原来不同的新物质的过程。”①“化学反应是物质转变成为其它物质的过程。”②可见，化学变化和 化学反应两个概念具有相同的内涵，不过在使用时略有差别。前者主要用于 阐明化学研究对象的特殊性，说明化学变化与其它变化，特别是与物理变化 的区别。而后者多用于讨论具体的化学问题，有时还可以当作定语使用，组 合成诸如化学反应方程式、化学反应机理等复合概念。
因为无论是化学变化还是化学反应，都指的是一种变化过程，所以，人 们又用化学反应过程这一概念来取而代之。本文简称为化学过程。
1.化学过程的化学解
人类对化学过程的认识可以认为是经历了：（1）探讨物质变化的原因，（2）说明化学反应的方向、限度和快慢，以及（3）揭示具体途径等发展阶 段。在不同的认识阶段上，人们研究了化学过程的不同侧面，但就其实质来 看都没有离开变化这一问题。那么，到底由于什么发生变化才构成了化学过 程呢？最初人们认为是一般的物，继之发展为实物或实物分子（包括离子、 自由基），随后认识深入到物质的更深层次，如原子和核外电子等等。按照 现代化学的观点，化学主要是研究分子转变的科学，研究分子的组成、结构 和性质的变化。因此，有理由认为：所谓化学过程，主要是物质分子（包括 离子和自由基）的组成、结构和性质随时间而发生的变化。
化学过程可以用化学反应方程式来表示。例如：
① 《中国大百科全书·化学》，中国大百科全书出版社，1989 年版，第 454 页。
②
L.鲍林等：《化学》（上），科学出版社， 1982 年版，第 17 页。
从化学过程的概念以及上述实例可以看到：第一，化学过程主要是物质 分子发生变化，变化的内容包括分子的组成、结构和性质的改变；第二，分 子的组成和结构的变化，涉及到组成分子的原子（原子团和离子）和原子的 电子层结构，但不改变原子核；第三，这种变化是随时间的延续而实现的； 第四，各种化学过程可以用如下通式来表示，即反应物
途径
生成物
这个式子概括了化学过程的共同点。 在化学中，人们是通过研究化学反应机理来细致描述化学过程的具体途径的。 化学反应机理“是指在产生所观察的整个反应过程中同时或连续发生的一切涉及分子（包括原子、原子团及离子）的个别碰撞过程或其他基元过程。 不言而喻，一个反应的机理必须给出其中所发生的每一步过程的详细立体化 学图形。”①机理是研究反应发生的实际过程，诸如是哪个键发生了破裂，并 是以什么样的顺序，怎样的步骤，以及每个步骤以何样的相对速率实现的， 等等。“为了完整地叙述机理，我们必须详细说明各个原子的位置（包括溶 剂分子的原子位置在内）和过程中每一点的体系的能量。”②可见，只有弄清 化学反应机理，才能最终揭示化学过程的全貌。
2.化学过程的哲学解
众所周知，化学研究的内容概括起来可以分为化学的组成、结构和化学 反应（即化学过程）两个方面。这两方面的研究各有特点。对化学结构的研 究，是把物质的分子个体作为一个系统，在相对静止状态上研究分子中原子 的排列以及空间分布等外在形式，研究原子之间的相互作用，即化学键及其 性质。
研究化学过程，则是把不同的物质分子，或不同的分子状态作为一个系统，探讨分子之间的相互作用和由于相互作用所引起的分子组成、结构和性 质的变化。所以，一个化学过程首先是把有差别的反应物统一在一个系统中， 当反应物分子相互碰撞形成过渡态（活化络合体）时，原来有差别的分子暂 时变为同一、无差别的分子，当过渡态分解之后，无差别的分子又变为有差 别的分子。这就是说，由物质分子所组成的系统，在差异与同一的对立统一 中，随着时间的持续而展开。由此，我们可以从哲学角度提出一个化学过程 的定义。所谓化学过程，就是由分子组成的系统随时间而发生的差异与同一 的相互联系或相互转化。具体说明如下：第一，对于同复分解反应相类似的化学过程，可以用下式表示，即：A B
C →
A
B
C
→ A
B C
( 有差别的分子) ( 无差别的过渡态) ( 有差别的分子)
差 异
同 一
差 异 化学过程
实验证实，在许多反应中的确存在着过渡态①。即使是那些过渡态存在时① [美]F.巴索洛、B.G.皮尔逊：《无机反应机理：溶液中金属络合物的研究》，科学出版社，1987 年版，第
1 页。
② [美]J.马奇：《高等有机化学反应、机理和结构（上）》，人民教育出版社，1981 年版，第 169 页。
① [美]J.W.穆尔、R.G.皮尔逊：《化学动力学和历程：均相化学反应的研究》（第二版），科学出版社，1987
间很短（≤10-22 秒）的直接反应②，从反应物分子必须经过碰撞才能生成产 物分子的角度看，也是如此。因为在分子相互碰撞的瞬间，存在着从破坏旧 化学键向产生新化学键的同一转化过程。因此就可以说，只要有反应碰撞发 生，就存在着同一的、无差别的过渡态。
第二，链式反应是通过活性组分（自由基或自由原子）的不断再生，使 反应持续进行的一类复杂反应。其历程如图所示（见图 10—1①）。由于链式反应的各个步骤靠同一的活性组分彼此相联，构 成了化学过程的整体，因此，其中的活性组分起到了联接化学过程的桥梁作 用。
第三，对于化合反应和分解反应，可以分别用下式表示：第四，对于协同反应，例如：②
这是双环[3，2，0]庚烯的重排反应，同位素标记证实了中间体的存在。这类 反应是反应物分子通过轨道“协同”变化而生成产物分子的，经过化学过程 分子表现出差异。因此可以用下式概括这类反应：从上述说明中可以看到，差异不仅可以引发化学过程，而且还能够作为判断化学过程发生与否的标志；同一是联接化学过程的桥梁，同时使化学过 程成为一个整体。因此，差异与同一揭示了化学过程的本质；差异与同一的 联系和转化构成了全部化学过程。
年版，第 9 页。
② R.D.列文、R.B.伯恩斯坦：《分子反应动力学》，科学出版社，1986 年版，第 90 页。
① 韩德刚、高盘良：《化学动力学基础》，北京大学出版社，1987 年版，第 262 页。
② 王积涛：《高等有机化学》，人民教育出版社，1980 年版，第 245 页。
二、过程的本质
1.过程概念的涵义
一般来说，系统的状态或任一性质随时间而发生的变化都形成过程。化 学过程是物质分子的组成、结构和性质随时间而发生的变化。物理相变过程 是物质的凝聚状态随时间而发生的变化。生物进化过程是生物物种随时间而 发生的变化。产品老化过程是产品的性能随时间而发生的变化。心理过程是 个人的心理状态随时间而发生的变化，如此等等。上述各种过程的共同点就 是系统随时间而发生的变化。
反过来讲，如果系统的状态或某种性质随时间的延续而不发生变化，比 如，一幢房屋从被建成之后到被破坏之前，在这段时间内房屋的样式并不发 生变化。这是不是过程呢？也是。因为我们知道，这幢房屋的样式记录了它 存在的历史，表明了时间的延续性，因而也是样式的持续过程。所以，由此 我们可以概括地认为，过程是反映了系统随时间的延续性。
让我们再用哲学观点对过程做一些分析。化学过程的哲学解表明，在化学过程中存在着差异与同一的联系和转化。这种联系和转化不仅揭示了化学 过程的本质，而且也在一定程度上反映了过程的本质。正如黑格尔所指出的： “个体性在它的发达的总体中是这样的：它的各个环节本身被规定为个体性 的总体，被规定为完整的特殊的物体，这些物体又同时仅仅作为彼此不同的 环节而相互关联。这种关联作为不同的、独立的物体的同一性，就是矛盾， 因而在本质上也就是过程，这过程按照概念具有一种规定，那就是把有差别 的东西设定为同一的，化为无差别的，而把同一的东西化为有差别的，把这 种东西激活和分解。”①我们不妨从差异与同一的联系和转化出发，来分析几个特殊的过程。
例 1 下列化学反应②可以归纳为： RbCl+Cs→[RbClCs]→CsCl+RbC 2 H 4
F →
[ C 2 H F]
→C 2 H 3 F
H
有差别的个体 无差别的同一 有差别的个体
（环节A） （关联） （环节B）
化学过程
亦即在上述化学过程中，由于过渡态联接了不同的环节，体现了同一性， 而从有差别的反应物到同一的过渡态，再到有差别的生成物的联系和转化就 构成了过程。
例 2 水的相变过程如右图。③
① 黑格尔：《自然哲学》，商务印书馆，1980 年版，第 320 页。
② R.D.列文.R.B.伯恩斯坦：《分子反应动力学》，科学出版社，1986 年版，第 271 页。
③ 傅献彩、陈瑞华：《物理化学》（上），人民教育出版社，1979 年版，第 284 页。
从水的相图中可以看到，FG 线表示在指定压力下，水随温度升高所发生 的相变。整个 FG 线被 H 和 I 两个相变点划分为冰、液态水和水蒸汽三个不同 的环节。相变点联接了不同的相，而在相变点上，没有相的区别，处于同一 状态。这样，从冰到冰与水的同一，再到水，水与汽的同一，最后到水蒸气。 差异与同一的联系和转化就构成了过程。
例 3 下面的进化谱系树①表明了脊椎动物的进化过程（见图 10—4）。这 一进化过程经历了不同的进化阶段，而在两个相邻的进化阶段之间存在着一 些过渡类型的动物。像总鳍鱼，既有鱼纲动物的外形，又有与两栖纲动物相 类似的肺和脊椎骨外形，又有与两栖纲动物相类似的肺、尾椎骨等构造。鸭 嘴兽既像爬行纲动物那样是卵生的，又像哺乳纲动物那样用乳汁哺育小兽， 如此等等。这说明，过渡类型的动物表现了进化中的同一性，联接并实现了 不同物种的转化，从而构成过程。
根据以上分析，有理由从哲学的角度概括出一般性的过程概念。即所谓 过程，就是系统随时间而发生的差异与同一的联系和转化。
2.过程的特性
通过对化学过程的讨论我们可以看到，首先，化学过程反映了物质分子 在组成、结构和性质上的变化，在时空发展中具有连续性；其次，化学过程 在宏观上表现了反应物分子与生成物分子之间有差异个体的间断性；第三， 一个特定的化学过程具有与其它化学过程不同的相对独立性。可以看出，连 续性、间断性和相对独立性不仅是化学过程所具有的特性，而且也是一般过 程所具有的特性。
连续性是指系统通过同一而衔接和贯通在一起。过程之所以具有连续 性，一方面因为时间是连续的，过程在时间中得以延续；另一方面因为系统① 刘后一等：《生物是怎样进化的》，中国青年出版社，1982 年版，第 70 页。
之间存在着普遍的内在联系，联系是差别中的同一，而过程的本质就是差异 与同一的联系和转化。因此，过程必然是连续的。
由于过程具有连续性，所以过程可以被描绘成连续的曲线。例如在热力 学中存在着等温过程曲线、等压过程曲线、绝热过程曲线和等容过程曲线等 等（见图 10—5）。①在生物学中有描述生物进化过程的“进化树”。在医学 上有显示心脏跳动过程的心电图等。
图 10-5 过程方程式图解
间断性是指系统的分立和差异。过程之所以在具有连续性的同时又表现 了间断性，既有客观原因也有主观认识上的原因。在客观上，物质通常以显 而易见的、相对静止的宏观状态存在，而物质之间的联系大都是隐蔽的。从 主观认识上讲，人们首先认识的是显而易见的保持相对静止状态的物质个 体，而且往往是以这些有差别的个体系统作为研究过程的出发点以及判断过 程终止的结束点。这些间断的个体标志着过程的不同发展阶段。间断的个体 组成连续的过程，间断性在过程中得到体现。认识间断性则可以发现过程。 从这个意义上讲，过程反映了间断性。例如：昆虫发育过程由卵→幼虫→蛹→成虫→卵这些在宏观上表现为间断性的个体所组成，人们认识昆虫发育过程也通过观察这些个体来实现。镁条可以燃烧变成氧化镁灰烬，人们通过镁 条和氧化镁灰烬这两个间断的个体可以判断发生了化学过程。
过程是相对独立的整体。从广义上讲，只要宇宙在运动，过程就存在着并延续着，整个宇宙都处于统一的变化过程之中。但是，每个具体的过程都 有各自的起止点和特殊性。这些明显的起止点和特殊性从客观上规定了各种 过程，而且人类的认识也从主观上要求对不同的过程加以划分。因此，过程 具有相对独立性。例如：在化学运动中有氧化过程、还原过程、电离过程、 电解过程；在物理运动中有等温过程、等压过程、相变过程；在生物运动中 有生理过程、心理过程；在社会运动中有经济过程、生产过程；在天体运动 中有行星运动过程、恒星运动过程，等等。这些相对独立的过程反映了物质 运动的多样性，展示了发展的多种途径，标志了物质存在的多层次性。由此 可见，承认并利用过程的相对独立性，可以从茫茫宇宙中找到物质变化的清 晰路径，进而揭示物质运动的不同特性及其发展规律。
综上所述，连续性、间断性和相对独立性是过程的三种基本特性。
3.过程的分类
按照不同的标准，过程可以划分为多种类型。可以根据系统随时间延续 所表现的形式，把过程分为持续过程和断续过程两种。
持续过程是指随时间的延续，在单位时间内系统的状态或某种性质不发① 傅献彩、陈瑞华：《物理化学》（上），人民教育出版社，1979 年版，第 106 页。
生变化。持续过程又分为静态持续过程和动态持续过程两种。静态持续过程 是指只有时间的延续，而没有空间的变化。象前面提到的房屋样式持续过程， 就是一个例子。动态持续过程是指随时间的延续，虽然也可以有空间的变化， 但系统的某种状态或性质始终保持，象化学平衡过程或相平衡过程等各种平 衡过程，在时间的延续中始终保持动态平衡状态。
断续过程是指随时间的延续，系统的状态或某种性质发生变化。其中， 如果按照变化与时间方向性的对应关系，又可以有普通断续过程和特殊断续 过程之分。
在普通断续过程中，系统的变化与时间的方向性不存在唯一的对应关 系。例如：人的心理过程时而复杂、时而简单；交通运输过程是以交通工具 把人或货物随时转运到目的地来实现的等等。在这些过程中，系统起止状态 之间在混乱度（或复杂性）上所发生的变化与时间的方向性不是唯一对应的。
特殊断续过程与时间的方向性则存在着唯一的对应关系。它包括退化过 程、进化过程和循环过程三种类型。退化过程是指随着时间的正向展开而使 系统的混乱度增加（或复杂性减少），即熵增加的过程。例如：所有的自发 化学反应；水的自发相变过程；动植物的衰亡过程等。在退化过程中，系统 的有序性从高级向低级变化，与时间的正向呈相反的对应关系。
进化过程是指随着时间的正向展开，系统的混乱度减少（或复杂性增加），即熵减少的过程。例如：生物从低级向高级的物种进化过程；人类文 明的进步过程以及其它远离平衡态的自组织过程等。在这种过程中，系统的 有序性从低级向高级变化，与时间的正向呈相同的对应关系。
循环过程是指随着时间的正向展开，系统呈现“往复旋绕、周而复始的运动过程”。①循环过程又可分为固定周期循环过程和非固定周期循环过程。 前者以等时间间隔进行重复运动，例如化学振荡反应，简谐振荡过程，一年 四季的变化，等等。后者以不等时间间隔进行重复运动，例如，人类社会从 原始社会到共产主义社会的发展过程，在所有制方面表现了否定之否定的重 复循环，这个过程周期是不固定的。全球性的水循环和能量循环过程周期也 是不固定的。
① 《百科知识》，1987 年，第 10 期，第 74 页。
