一、化學家的職業倫理問題
化學研究的內部問題十分複雜，國際化學共同體內部至今尚未形成明確的專業行為準則，化學家的職業道德規範一直存在爭議。在《“病態科學”並不病態也不是科學不端行為》一文中，鮑爾探討了化學研究中道德規範與方法論準則、科學欺詐與科學錯誤之間的界限。通過分析三個與化學相關的“病態科學”例項———N射線、聚合水、冷核融合，鮑爾提出“病態科學”不是科學不端行為，也不是病態的科學這一觀點，因為這些研究並沒有違反道德規範與方法論準則。鮑爾認為，創新性研究的本質取決於不斷嘗試非常規方法，當然也就會導致更高的出錯風險，因此它比常規研究需要更多的自由規範。
事實上，這些所謂“病態科學”的科學史事件中並不存在弄虛作假，而是由於研究者被主觀因素左右，沉迷於個人想象，造成了科學錯誤。但是，當今的許多科學不端行為很大一部分都是因為科學家選擇的個人認知價值取向而引起的。拉斯洛認為化學知識的商業化走向使得對純技術的追求替代了科學知識的探索，改變了傳統的認知價值，導致科學界的道德冷漠。拉斯洛提出，如果為了增加新技術知識和新技能，化學家對眾所周知的化學合成過程進行毫無創新的改變，那麼他們的行為就是一種技術剽竊，這將會造成巨大的物質擴散，從知識的角度來看，就是一種物質汙染。因此，拉斯洛提倡把探索科學新知識和發揮創造力作為化學研究的核心價值，由此建立化學共同體的道德規範。
從哲學意義上而言，化學家從事科學研究，應對其知識、技能與實踐都負有一定的倫理責任;他們不僅要嚴格遵循科學研究的理性原則和規範要求，還要承擔起必要的社會責任。在《化學合成的倫理》一文中，舒默爾認為化學研究行為並不是道德中立的，所有以傷害人類為目的、用於破壞性用途的化學合成研究，如化學武器的研製，從一般道義上判斷都是不道德的。舒默爾認為，化學家的“研究自由”範圍並不是從特殊的道德系統中推匯出來的，而是取決於化學家對一般道德系統選擇的結果。道德系統中的規範與義務決定了化學家個人的“研究自由”範圍，即“道德中立”行為的範圍，因此化學家應該深刻反思他們的道德偏好。由於功利性研究專案的得失爭論無法消除，為了判定道德上的正確性，舒默爾提出“研究自由”範圍還應滿足正義的標準。
德爾雷在《倫理與科學》一文中表示:即使不考慮科學不端行為和技術應用可能引發的倫理問題，對純粹知識的追求也不是道德中立的。由於化學研究成果會干涉自然與社會的和諧發展，甚至對人類自身也產生一定的影響，因此化學家在探求科學知識的同時，應當考慮每一個自由研究活動的價值選擇問題。德爾雷主張使用柏拉圖的三大價值理念———真理、正義和美麗，引導化學知識的追求和科研專案的價值選擇，並呼籲化學家承擔起化學知識增長的風險責任。
化學研究行為受一般道德理論的指導，那麼化學家共同體的道德規範與化學工程師共同體的道德規範有何區別和聯絡呢?面對公眾道德義務，戴維斯呼籲化學家思考:化學家與化學工程師職業間存在的本質區別，以及化學家共同體修改職業道德規範與行為準則時所面臨的挑戰問題。戴維斯認為，化學家需要了解包括化學工程師在內的許多不同科學技術領域的職業，因此區分化學家與化學工程師職業行為準則的差異性顯得尤為重要，而這一討論需要首先定義“職業”和“倫理”的概念，進而深入研究化學和化學工程的細節差異。事實上，化學工程師的工作保證了公眾的安全、健康和福利，而需要化學家所考慮的其他倫理價值問題也是同樣重要的。
隨著大科學時代的到來，化學不再是以單純追求知識為目的的“純粹”意義上的科學，它已經成為與社會發展緊密聯絡的社會核心因素。社會面臨的各種問題也成為化學家關注的問題，因此，化學家應不斷地從倫理角度審視和評價化學研究，並承擔起必要的社會與自然倫理責任;化學家不僅要從思想上重視作為科學家應當遵循的職業倫理要求，還要從實踐上消除化學及其技術應用可能對生態環境和人類帶來的危害。唯有如此，才有可能在化學發展與倫理要求之間保持必要的張力，使化學在不斷髮展的同時成為真正能給人類繁榮帶來益處的工具與手段。
二、化學美學
哲學經常忽視一個經典的想法，即美學可以處理那些誘發情緒、態度和判斷的感覺，而這些遠超出認知與道德判斷之外。無論是文化嵌入或自發引起，故意激起或偶然發生，有意識或無意識接受，審美資訊伴隨著人類所有感覺而產生，並以特定的方式塑造了人類對世界的態度。文化規則、形式條件以及這些過程的心理機制等都屬美學試圖理解的範圍。然而，18世紀晚期和19世紀，科學被認為是原理圖和經驗主義，幾乎與美學藝術背道而馳。20世紀早期，卡西爾重新提供了一個複雜的解釋，提出“作為符號活動的不同形式，藝術、科學、神話和宗教都應該被認為是同一水平的”，因此從哲學意義上而言，科學與藝術是類似的。半個世紀之後，海森堡在其一篇極具影響力的文章《現代藝術與科學中的抽象概念》中，使用了這個想法，認為科學和藝術是平行的符號系統，美學抽象概念可以運用於科學研究。海森堡提出“追求統一、共同合作使得藝術中的抽象概念並不比科學中的少”，這一觀念充實了現代科學美學思想。因此，當代化學哲學家也希望把化學這樣一門具有視覺、觸覺和刺激性的科學與現代科學美學觀念相聯絡，從不同的視角運用美學分析化學，其中包括化學形象的文化美學以及化學對世界形象的貢獻，化學家在日常實驗室工作中使用材料和儀器的美學經驗如何影響和指導化學研究，模型、圖形、視覺軌道等視覺化物件的美學維度以及視覺化在化學交流和教學中的重要作用等。
(一)化學美學的基本問題
化學美學是什麼?有關化學美學研究的具體內容仍是一個有待化學哲學家思考的問題。拉斯洛和舒默爾對化學美學領域進行了描述，嘗試解決這個困難的定義任務。通過探索化學與一系列經典美學立場的聯絡，從拉斯洛的論文題目就表達出他試圖尋求“化學美學的基礎”。他使用了五個著名的對立命題:自然與人工、視覺化與不視覺化、可預測與不可預測、不變與變化、複雜與簡單，闡明建立合理化化學美學存在的哲學利弊。拉斯洛認為化學美學是一個獨特的研究領域，可以通過“計算機合成生物分子表徵”這一抽象概念調和化學與美學間的聯絡。不同於拉斯洛的觀點，舒默爾認為化學美學與一般科學美學相同，並不具有獨特性，但美學經驗在某些方面可以引導化學研究。在《化學產品的美學:材料、分子和分子模型》一文中，舒默爾運用材料美學、理想主義美學、心理學方法和符號美學等大量美學理論，詳細論證了材料、分子和分子模型等化學產品不具有內在美學價值。舒默爾進一步思考了超分子化學的美學起源，運用艾柯符號學理論美學，分析了格式塔轉換對建立分子影象以及發展超分子化學符號語言的啟發。舒默爾提出科學影象的認知和解釋在指導化學新研究中發揮著重要作用，從一般意義上而言，美學現象對指導科學研究產生了推動性作用，美學理論有助於理解動力學以及科學哲學所要考慮的其他問題。20世紀80年代後期，美國著名化學家霍夫曼開始倡導分子美學研究。2003年，他在《美學與視覺化的思考》一文中，介紹了化學語境下的美麗與愉悅。霍夫曼認為美學和視覺化在化學理解和交流中發揮了重要作用，但並不是激勵化學發展的唯一因素。那麼美學如何激勵和推動化學發展，在化學研究中具體發揮了怎樣的作用呢?生物化學家伯恩斯坦和有機化學家斯佩克特對這個問題進行了深入探討。通過分析範霍夫、沃森、克里克等化學家的科學研究與藝術間的聯絡，伯恩斯坦提出美學認知和感官直覺能夠撞擊化學方法和思想的產生，並改變化學教育方式。斯佩克特以HIV蛋白酶為例，說明分子科學家從文化和視覺化視角運用美學研究疾病的過程。為了揭開蛋白酶計算表徵的美學性質，斯佩克特提出了實用主義的分子表徵美學，並研究了分子表徵美學的產生與發展歷程———從親和力表的美學分析到道爾頓原子符號的美學。斯佩克特認為，化學的理論基礎是對看不見事物的影象表徵，因此化學中的實驗、視覺化和美學之間的深層聯絡非常重要。美學推動了化學發展的歷史程序，那麼在現代化學研究中應如何更好地發揮美學的指導性作用呢?語言學家克里茨巴徹就化學研究中的符號結構、美學以及隱喻的啟發式功能進行了探討。克里茨巴徹認為，現代化學中的語言交流風格已經標準化，但是缺乏類比和隱喻的元素，所以應在化學語言學中繼承隱喻思維，以構建感官和大腦之間的橋樑，進而激發創造性思維的產生。
(二)符號美學與鍊金術影象
不同於一般的化學研究，古代鍊金術具有較強的視覺和藝術傳統，鍊金術的視覺與符號表徵一直以來都受到了藝術家和史學家的大量關注。藝術理論家埃爾金斯、科學史家奧布里斯特(BarbaraObrist)和化學史家奈特，所從事的就是鍊金術語境下的美學研究。他們從不同方面討論了豐富的鍊金術美學性質，主張為這種性質提供一個現代地位，把已經喪失的鍊金術美學性質轉化為現代化學美學性質。埃爾金斯從藝術家的視角，提出為鍊金術在當代藝術中尋求一個合理化的地位。他認為鍊金術對藝術的歷史影響被高估了，但鍊金術提供的合理化模型有助於更好地理解“藝術家痴迷於素材而厭惡理性和邏輯”這一現象。在《中世紀鍊金術中的視覺化》一文中，奧布里斯特調查了中世紀鍊金術繪畫插圖，探討了在哲學和神學背景下，中世紀自然和人工物質轉換理論視覺化研究的主要趨勢:通過生物過程類比和基督教神話演示鍊金術流程;組合圖形和語言元素編輯鍊金術表中的理論原則，保留原始知識;使用幾何資料作為認知工具，表徵自然哲學系統。奧布里斯特依據科學主流觀念和知識傳遞方法，分析了繪畫形式的功能，並提出鍊金術著作中所有類比和哲學插圖最終都會消失，取而代之的是實踐中的裝置影象。與奧布里斯特的觀點不同，奈特認為，鍊金術著作中的插圖並沒有成功地通過符號描述化學過程，因為拉瓦錫時代化學理論佔有主導地位，化學家主要使用儀器和實驗研究化學過程，較少嘗試從視覺上表徵化學動力系統，因而想象力和符號語言在化學中的作用地位大幅降低。通過瀏覽拉瓦錫革命之後80年的課本插圖，奈特發現視覺化流程和操作圖具有較強的想象力，從中可以學習到化學反應的過程，解釋反應的機理。因此，奈特認為美學具有一定的判斷力和想象力空間，應該提倡美學與視覺化在化學研究中的運用。不同於前面三位研究者直接探討化學和鍊金術中的化學影象與符號，特朗貝研究了新媒體藝術家拉波波特藝術中出現的化學符號。通過對拉波波特藝術品《我梳妝檯上的物品:取代週期表中的元素和鈷系列》的深層描述，特朗貝探討了拉波波特影象的發展，揭示了拉波波特如何並置分子結構、原子和鍊金術符號表徵非科學客體，用以連線鍊金術和化學變化的形而上學觀點。
(三)化學美學的視覺表現
不僅化學家使用美學理論與觀點探討化學問題，視覺藝術家也以藝術的方式探究化學視覺化物件的美學維度，為化學美學與視覺化這一主題研究做出同樣重要的貢獻。20xx年秋天，《原質》期刊出版社釋出一張題為《藝術中的化學》的虛擬藝術展CD，專門展示藝術家的化學藝術品，包括影象、裝置、雕塑、模型、視覺軌道等，從中可以發現化學過程特有的新奇與美麗、化學文化與社會影響等。虛擬藝術展的策展人、藝術評論家斯波爾丁和化學家斯佩克特表明，通過這次交流合作，化學家和藝術家都從對方的實踐中學到了許多哲學思想與方法論，同時也反思了“化學和藝術”之間的一般關係。不過該藝術展並沒有體現出美學在化學視覺化物件中的作用以及化學家用於理解和解釋化學現象的心智圖。或許這種區別是由於大部分化學家是實在論者，他們把視覺化作為一種化學物品表徵方式，要求一定的技術準確性，而藝術家更關心的是文化問題以及化學現象的象徵性意義。事實上，想要發展化學與美學藝術的共生關係，就必須建立藝術家與化學家的平等合作關係。這意味著，需要跨越維特根斯坦所謂的學科“語言遊戲”障礙。與化學哲學中的許多主題一樣，化學美學是一個新興主題，再加上各種迥異的美學理論，因此有關化學與美學的相互作用與關係性質只能得到一般性的結論，化學美學的研究與哲學思考還有待進一步深入。
三、數學化學中的哲學問題
數學與化學之間的關係有著悠久的歷史。事實上，國際化學的特點之一就是拉瓦錫引入了算術關係。過去的哲學家，特別是康德和孔德，一直在思考數學與化學的關係。一般的觀點認為，數學與化學具有完全不同的認識論，即先驗知識與後驗知識的區別;從方法論層面看，兩者也是截然不同的，前者是純粹的先驗方法，後者是嚴格的實驗科學。由於這種差異性使得數學在物理學中發揮了較大的作用，而在化學中產生了相對較小的作用。主流科學哲學很大程度上便成為數學物理學哲學，但從普遍觀點來看，科學的數學化被認為是理所當然的。相比於物理學的數學化，化學的數學化程序緩慢，直到20世紀70年代數學化學才開始逐漸興起。依據學科建制化的標準，三大數學化學研究專業期刊的創辦①，國際數學化學學會及其他相關學術團體的成立，數學化學專著的出版以及一系列學術會議的召開等，標誌著數學化學作為一門學科已經形成，並逐漸發展為一個基礎與應用科學研究相結合的活躍領域。然而，數學與化學之間一直存在著相當大的認識論和方法論障礙，通過哲學分析有助於理解甚至最終克服這些障礙。因此，對數學化學領域中緊迫的化學哲學問題的思考，包括數學與化學的相互作用關係、數學化學的性質與應用等方面的哲學和歷史反思，都值得化學哲學家特別關注。
(一)化學與數學的歷史關係
普遍的觀點認為，數學化學作為一個學術研究領域只是出現在20世紀。當然，如果單純地探討化學與數學的相互作用關係，那麼數學化學的歷史就遠超過一個世紀，最早可以追溯到柏拉圖《蒂邁歐篇》中的元素多面體理論。事實上，在早期化學研究中使用數學方法與抽象思維探究化學問題的'重要例項有很多，部分還出現在1900年之前，包括傑奧弗瓦的親和力表、拉瓦錫的物質分類及其關係、門捷列夫的元素週期表、凱萊的烷烴計算、西爾維斯特的代數與化學間的聯絡、維納的分子結構與沸點的關係等。［30］19世紀德國數學家赫爾曼就曾試圖把《數學化學原理:化學現象的能量》一書中的理論應用於物理化學研究，從數學層面發展物理化學。赫爾曼的化學數學化思想，與現代化學原子主義形成了對比。戴特認為，赫爾曼把數學作為一種形而上學解釋運用於化學中，可以減少化學本體論主張。
對於化學數學化思維，一些化學家則提出了不同的觀點。通過分析20世紀化學數學化程序———路易斯把逸度和活度概念引入到化學熱力學中、鮑林把共振概念運用於量子化學研究等，蓋洛格魯和西蒙斯提出化學數學化並沒有產生較多的方法論問題，而是使新理論實體的本體論地位受到質疑，導致實在論與反實在論之爭。
(二)數學化學的自主性研究
關於化學能否數學化的哲學爭論問題，自16世紀以來，化學家就一直爭論不休。16世紀的文耐爾、狄德羅以及當代化學家拉斯洛都反對化學數學化思想，他們認為化學是門實驗科學，化學知識是通過實踐經驗獲得的，數學先驗方法的純邏輯推理無法實現化學現象的充分描述。而狄拉克和布朗則持完全相反的觀點，他們認為化學與數學具有緊密聯絡，數學方法可以為化學提供重要的研究工具。通過分析當代關於數學化學的爭論，化學家雷斯特雷波提出應當考慮化學與數學間的深層聯絡，不能簡單地討論化學能否數學化這一問題。他主張利用孔德和外爾的思想以及克萊因的《埃爾朗根綱領》重新定義數學化學，不僅要把數學方法作為研究工具應用於化學中，而且還要實現化學中的數學思維，為化學研究提供功能性抽象思維理解。雖然數學化學已經有超過一個世紀的歷史，但它作為一個獨立的研究領域直到最近幾十年才得到學術界的認可。這既有來自學科內部的原因，同時也受外部社會因素的制約。在《離散數學化學:它的出現和接受的社會方面問題》一文中，雷斯特雷波和維利亞維斯探討了20世紀後半期數學化學領域在學術界正式興起及其之後發展受到阻礙的社會原因。他們提出數學化學最早主要出現在東歐，數學知識對化學研究產生了實用性，從而激發了這一研究領域的興起。但由於缺乏研究經費，使得之後的發展停滯不前。而離散數學化學過去一直被許多化學家拒之門外，後來只有在數學領域中被慢慢接受。事實上，過去一些化學家甚至不承認數學化學這一研究領域，僅把它視為物理化學的一部分，即使是化學當中涉及的離散數學也不被當成是數學。對此，巴拉班提出數學化學與物理化學、計算化學之間存在的較大區別。他認為，大多數計算化學應用涉及了量子化學，可以被還原為物理學，而離散數學應用卻無法還原為量子化學，數學圖論等非數字化運用在化學研究中佔有重要地位，也無法簡單地歸結為物理化學。因此，巴拉班主張數學化學的自主性研究。就這個問題，舒默爾建議從方法上定義數學化學領域，用以區別數學物理學和物理化學。他提出數學化學應遵循多元方法論原則，發展新的數學理論以適用於化學研究，從而形成獨特的跨學科研究方法，同時這還需要實驗化學家的積極參與，才能避免傳統的認識論障礙。
(三)數學化學的發展
現代化學發展的一大趨勢就是在實踐經驗的基礎上積極發展理論，提高理論指導實踐研究的能力，而數學方法及其抽象思維的大量應用，正為現代化學研究提供了得力手段。這種化學與數學協同作用的一個重要領域就是對稱性問題的研究，如四面體碳概念、特定配位化合物的八面體對稱結構、苯的六邊形性質、光譜的解釋等。圖論和拓撲在無機結構化學中的應用以及基於手性代數的化學叢集研究，也都表明了數學在化學中發揮著越來越重要的作用，進而推動了數學化學學科的變革與發展。在《數學化學的哲學:個人觀點》一文中，巴斯克提出運用圖形和矩陣等離散數學方法，對分子和大分子進行模型表徵，進而量化分子的特徵和屬性。這種方法有助於更好地理解現代化學進步，實現化學定性概念的定量發展，闡明生物的化學結構基礎。不僅如此，巴拉班認為圖論的化學應用，甚至可以消除一些無法解決的化學問題。他提出，使用圖論尋找符合一定數學條件的圖表以解決化學問題這一研究策略，與通過“福爾摩斯原則”分析排除不可能結果的解決方案是等價的。
事實上，巴拉班參與了包括異構體計算、化學反應的數學處理、分子特徵、富勒烯化學和奈米結構的數學運算等數學化學領域的研究，併為這個領域的發展做出了重要貢獻。19世紀至今，化學家一直努力嘗試使用數學方法研究週期律和化學元素集合問題。應用於週期系統研究的數學理論包括數論、資訊理論、序論、集合論和拓撲等，每一種理論應用都可以提供一個數學結構的週期律。化學家雷斯特雷波和帕瓊提出，利用現象學屬性研究化學元素就能找到週期律解釋，而無須把化學元素的概念還原為量子原子。數學的另一大應用在於所提供的形式化科學語言，便於化學的定量研究，該方法最早可以追溯到拉瓦錫時代。雷斯特雷波和維利亞維斯在《化學，一種語言哲學》一文中提出，拉瓦錫命名系統與萊布尼茨語言哲學具有相似之處，拉瓦錫和門捷列夫的命名法促進了代數系統化學集的形成，進而建立了現代化學語言。因此，雷斯特雷波和維利亞維斯主張使用元素網路理論和離散數學把化學語言與思想形式化，使化學由實驗科學向理論科學過渡。數學化學不僅推動了化學的學科發展，在一定程度上也影響著數學的發展。那麼數學化學可以在哪方面促進數學的發展呢?被普遍接受的一個例子是圖論因為在化學中的應用而得到顯著發展。霍索亞對這個問題做出了開創性研究。假設尋求視覺化圖形和結構公式的抽象化學思維與數學思維不存在本質上的區別，那麼用來描述分子結構的拓撲指數和就有助於進一步發展數論的抽象特性。
霍索亞認為，富勒烯化學中的群論推理同樣提升了數學常規多面體理論，完善了數學理論與抽象思維的發展。數學與化學的理論體系、認識論、方法論上的差別表明，數學化學還不是一門特別完善的學科，因此有關數學與化學關係的思考，數學方法在化學研究中的運用問題等值得化學哲學家進一步探討。如果通過深層次的哲學分析，能夠消除數學與化學的學科障礙，那麼對兩大學科的發展將會產生巨大的推動性作用。
四、結語
上文對化學倫理學、化學美學和數學化學中的哲學問題這三大主題內容作了具體論述，揭示了當代化學哲學研究的最新進展與熱點問題。從中可以看出，化學哲學已經從傳統的基礎化學哲學問題研究，轉向了跨學科的討論，並逐步走向化學與社會互動的領域。化學哲學產生於科學活動日益超越學科邊界轉向問題研究的時期，當中涉及的許多化學問題都需要化學哲學家認真思考。如果科學哲學是對科學的哲學反思，那就沒有必要像物理哲學家那樣界定科學哲學是認識論的、方法論的還是形而上學的推理論證了。哲學是一個豐富的領域，像化學這樣的科學有更多有趣甚至是緊迫的問題，有待哲學家去思考和處理。一旦哲學的所有適用範圍都被科學哲學普遍認可，那麼化學哲學中的研究主題就會大量湧現。