Полная версия

Главная arrow Философия arrow История, философия и методология естественных наук

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

11.2. История химии, проблемный ряд химических концепций

В параграфе 1.1 было введено представление о проблемном ряде химических теорий. Речь шла о возможности упорядочения пространства химических концепций, число которых трудно подсчитать. Разумеется, построение ряда теорий позволило бы избежать беспорядочных представлений о химии, и даже с этой точки зрения явилось бы явным достижением. Однако при ближайшем рассмотрении выясняется, что построение указанного ряда встречается со значительными трудностями. Причем этот вывод относится как к донаучной эпохе, так и к развитию химии в последние два столетия.

В период до XIX в. существовало значительное множество химических теорий, но с позиций сегодняшнего дня им всем были присущи столь существенные недостатки, что их названия с корнем "химия" разумно дополнять соответствующими приставками (например, "квази-", "прото-", "ал-") или же прилагательными ("ранняя", "древняя"). При желании всегда можно придумать необходимые для упорядочения донаучных теорий приставки. По мнению автора, можно в полном соответствии с существующими курсами "Истории химии"[1] ввести представления о древней квазихимии, алхимии и протохимии.

Древняя квазихимия представлена совокупностью навыков и умений, позволявших получать краски и выплавлять металлы (золото, бронзу, железо). В теоретическом отношении ее вершиной были представления древних атомистов Левкиппа и Демокрита (5–4 вв. до н.э.). Зачатки химического знания обнаруживаются у всех античных натурфилософов, в частности у Анаксагора и Эмпедокла, а также у Аристотеля, гения античной философии.

Алхимия (IV–XVI вв.) представляла собой поиск чудодейственных средств, "философского камня" для получения благородных металлов (золота и серебра), а также эликсира долголетия. Виднейшими алхимиками были араб Джабир ибн Хайян (латинизированное имя Гебер) (ок. 721 – ок. 815), два средневековых философа англичанин Роджер Бэкон (1214–1292) и немец Альберт фон Больштедт, или Альберт Великий (1206– 1280). Оба стремились развить экспериментальное химическое знание на основе философии Аристотеля.

Протохимия (XVII–XVIII вв.) – это канун научной химии. Ее виднейшие представители, в частности голландец Я. Б. ван Гельмонт (1579–1644), англичанин Р. Бойль (1627–1691) и особенно француз А. Л. Лавуазье (1743–1794) – ниспровергатель учения о флогистоне, основатель термохимии и инициатор разработки новой химической номенклатуры, подготовили почву для научной химии. Что касается Лавуазье, то многие исследователи именно от него, а не от Дальтона, отсчитывают эру научной химии. Автор склонен согласиться с такой оценкой применительно к термохимии. Если же рассуждать об общей химии, то Лавуазье нечего противопоставить химической атомистике Дальтона.

Характерная особенность творчества протохимиков состояла в отделении химического знания от философского. Разрушение синкретического единства химического знания с философией позволило химии приобрести самостоятельный статус. Химики перестали быть философами, а философы химиками. Впрочем, осознание этого факта растянулось на многие десятилетия. Но, в конечном счете, именно оно привело к созданию философии химии, не отождествляемой ни с философией, ни с химией.

В наши намерения не входит анализ различных донаучных химических теорий. Отметим лишь их характерные особенности. Как правило, они содержат короткие цепи доказательств, которые некритически сочленяются друг с другом. Используемые концепты рано или поздно приходят в противоречие с экспериментальными данными. Порой эти концепты несколько экзотичны. Они становятся понятными лишь в свете более развитых концептов. Довольно показательна в этом отношении теория флогистона, выдвинутая Г. Шталем. После разработки А. Лавуазье кислородной теории горения стало очевидно, что концепт "флогистон" в смутной форме выражает именно ее содержание. Наука не терпит неясных, расплывчатых концептов, например, концептов флогистона, жизненной силы, потусторонних миров. В конечном счете, она освобождается от них.

Получив, наконец-то, возможность заняться вплотную упорядочением научных химических концепций, можно надеяться, что они образуют некоторую систематическую связь в значительно более ясном виде, чем их донаучные оппоненты. Но первые радостные надежды развеиваются в силу неоднозначного устройства химии как науки. Любой современной науке, в том числе и химии, присущ неустранимый момент плюрализма. Это обстоятельство никак не учитывается сторонниками универсальных классификаций. Позиция автора состоит в учете плюрализма химических теорий, который, как представляется, не ограничивает возможности упорядочения научных теорий, а лишь придает им многообразные вариации. Безусловно, найдутся критики этой позиции, которые будут указывать, что плюрализм исключает единообразие. Но стремиться следует не к единообразию, а к пониманию устройства многообразия химических теорий.

Химия неоднородна, она состоит из целого комплекса научных теорий, каждая из которых имеет свою собственную историю. Различают неорганическую, органическую, аналитическую, биологическую, физическую, квантовую, компьютерную химию. От необходимости различать химические теории никуда не уйти. Если бы их можно было бы объединить в одну теорию, то это уже давно было бы сделано, но такое объединение в принципе невыполнимо. Так называемая общая химия не представляет собой унификацию всех существующих химических теорий.

Многообразие химических теорий свидетельствует о том, что с каждой из них связана определенная научная революция. Весьма распространенная точка зрения состоит в ограничении числа научных революций маленьким числом. Часто рассуждают, например, о классическом, неклассическом и постнеклассическом этапах развития той или иной науки. При этом предполагается, что число научных революций ограничивается числом три. В действительности же в каждой науке случилось столько научных революций, сколько в ней относительно самостоятельных теорий, то есть концепций, не сводимых к другим теориям. С этой точки зрения число научных революций в химии, по крайней мере, двузначно.

Разумеется, в данном случае следует иметь в виду, что научные революции выделены по вполне определенному критерию несводимости теорий друг к другу. Но не следует думать, что научные революции выдвигаются только по одному критерию. С учетом этого следует подумать о критериях, позволяющих определенным образом обобщить содержание нескольких химических теорий.

Интересную попытку в указанном направлении предпринял ведущий отечественный специалист в области философии химии А. А. Печенкин. Он считает, что формирование концептуальной системы химии следует выразить следующей категориальной схемой[2].

Концептуальная система химии (по А. А. Печенкину)

Рис. 11.1. Концептуальная система химии (по А. А. Печенкину)

Схема состоит из трех треугольников: состав – свойство – структура; структура – функция – организация; организация – поведение – самоорганизация. Каждый из треугольников обозначает построение новой концептуальной системы. Логика развития научного химического знания в целом предстает как трехзвенный переход: структурная химия – учение о процессе (химическая кинетика) – теория самоорганизации (синергетическая химия).

По мнению автора, схема А. А. Печенкина недостаточна[3]. Почему? Потому что сделан акцент на отдельных понятиях, а не на теориях как системах понятий. При таком подходе неизбежно многое упускается из вида. Концептуальная система химии определяется не отдельными понятиями, а теориями в целом.

Исключительно интересную концепцию развития химических теорий предлагает итальянец Я. Томази[4]. Он считает, что научная химия в силу ее экспериментального характера избежала какой-либо умозрительной участи. Вряд ли следует соглашаться с указанным тезисом. Достаточно сослаться в этой связи на многовековой спор вокруг реальности атомов. Она отвергалась из-за того, что атом был ненаблюдаемой сущностью. Экспериментальный характер любой науки не избавляет ее автоматически от умозрительности. Впрочем, главным в рассуждениях Я. Томази является тезис не об умозрительности химии, а об ее революциях, связанных с развитием физической, квантовой и теоретической химии. Согласно его аргументации, методологический каркас химии второй половины XIX в. был достаточно очевидным и вполне простым.

Однако развитие физической химии на рубеже XIX–XX вв. привело к кризису. В основном он определялся невозможностью осмысления в непротиворечивой форме микроскопических явлений. На этом пути потерпел неудачу даже В. Оствальд, основатель физической химии, лауреат Нобелевской премии по химии за 1909 г., пытавшийся основательно разработать философию естествознания. Казалось, что выходом из кризиса являются успехи квантовой механики, которая была создана в 1925–1926 гг. Один из основателей квантовой механики английский физик П. Дирак заявил в 1929 г., что вся химия становится прикладной математикой. Так считали и некоторые химики. Но действительность опровергла этот вывод. В течение периода 1930–1960 гг. квантовая химия добилась определенных успехов, хотя ее успехи оказались далеко не столь убедительными, как ожидалось. Дело в том, что разрабатываемые на ее основе теории соответствовали экспериментальным работам не лучше, а порой хуже неквантовых (классических) концепций. То есть квантовые теории были недостаточно конгруэнтными.

Я. Томази неоднократно подчеркивает, что конгруэнтность (согласованность) теоретических концепций является критерием их принятия в состав научной химии. Ситуация кардинально изменилась в 1960–1990 гг. благодаря использованию компьютеров, посредством которых выполняется большой объем вычислений. Таким образом, в интерпретации Я. Томази развитие химии в XX в. было отмечено двумя революциями, квантовой и компьютерной. Такой вывод представляется автору заслуживающим внимания. С его учетом развитие научной химии за последние два века выглядит следующим:

  • 1. 1800–1900 гг. – атомно-молекулярное учение, развиваемое в рамках механистичной картины мира. На протяжении всего этого времени оно сосуществовало с термодинамическими, а также электрохимическими представлениями. Налицо то, что можно назвать классической химией.
  • 2. 1900–1930 гг. – кризис в методологических основаниях классической химии.
  • 3. 1930–1960 гг. – частичное преодоление этого кризиса за счет развития квантовой химии.
  • 4. 1960–1990 гг. – преодоление методологического кризиса классической физики в силу развития квантово-компьютерной химии.
  • 5. 1990 г. – по настоящее время – экспансия квантово-компьютерной химии (развитие на этой базе новых технологий, в частности нанохимии и химии поверхностей).

Приведенная хронология весьма приблизительна. Автор это отлично осознает, но счел возможным привести ее с единственной целью – задать некоторые хронологические маркеры появления принципиально новых химических теорий. При желании читатель может задать точные хронологические рамки каждой из химических наук. Но даже в этом случае останется вывод, актуальный для материала данного раздела. Имеется в виду следующее. Химические теории не равнозначны. Среди них есть такие, которые имеют интерпретационные преимущества. Сравним в этой связи, например, неорганическую и квантовую химию. Неорганическая химия не является интерпретационной базой для органической химии. А квантовая химия задает ее для любой химической теории. То же самое характерно для так называемых компьютерной и математической химий. Химические теории, обладающие наибольшей интерпретационной силой, как раз и задают концептуальный каркас современной химии. Желая дать максимально простое представление о нем, изобразим научно-теоретический ряд современной химии следующим образом:

(11.2)

Использованные для записи теоретического ряда (11.2) символьные значки, очевидно, не нуждаются в разъяснении. Но почему автор решил включить в указанный ряд математическую химию? Потому что без нее несостоятельна компьютерная химия. Она поставлена на высокое место постольку, поскольку имеются в виду наиболее развитые математические теории, например, не евклидова геометрия, а топология. Что касается химической синергетики, то в ее интерпретационном качестве она входит в состав математической и компьютерной химии.

Во избежание недоразумений отметим, что ряд (11.2) не претендует на всесторонний охват всего многообразия химических теорий, обладающих незаурядной интерпретационной силой. Он лишь свидетельствует о наличии таких теорий и возможности их упорядочения. Докомпьютерная квантовая химия по своей интерпретационной силе уступает компьютерной квантовой химии, поэтому в ряде (11.2) она стоит всего лишь на третьем месте.

И еще одно замечание. У читателя может создаться впечатление, что развитие концептуального каркаса химии было связано исключительно с заимствованиями из физики, математики и информатики. Разумеется, это не так. Современная наука представляет собой трансдисциплинарную сеть теорий. Это означает, что каждая из этих теорий связана с другими концепциями. Дело обстояло не так, что сначала физики придумали квантовую механику, а затем инкорпорировали ее в химию. Само создание квантовой механики потребовало объединенных усилий физиков совместно с химиками, математиками и техниками. Когда же, наконец-то, достигнут совместный успех, то все "расходятся по своим квартирам".

В ряд (11.2) входят исключительно химические теории. Что касается их междисциплинарных связей, то этот вопрос в дальнейшем будет рассмотрен в подробностях.

Выводы

  • 1. При осмыслении истории химии целесообразно строить проблемный ряд химических концепций.
  • 2. В развитии химии отчетливо выделяются пять этапов.
  • 3. В XX в. химия приобрела трансдисциплинарный характер.

  • [1] См.: Джуа М. История химии. М.: Мир, 1975.
  • [2] Печенкин А. А. Философские проблемы химии // Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук. М.: Гардарики, 2006. С. 192.
  • [3] В данном месте необходимо подчеркнуть, что вклад А. А. Печенкина в развитие отечественной философии химии заслуживает самой высокой оценки. См.: Печенкин А. А. Взаимодействие физики и химии. Философско- методологические проблемы. М.: Мысль, 1986.
  • [4] Tomasi J. Towards 'chemical congruence' of the models in theoretical chemistry // HYLE – International Journal for Philosophy of Chemistry. 1999. V. 5. No. 2. P. 79–115. Примечание. В дальнейшем тексте автор часто ссылается на статьи из лучшего журнала по философии химии "HYLE". Все эти статьи доступны в онлайне. Их адрес: hyle.org. В дальнейших ссылках на статьи из журнала "HYLE" этот адрес опускается.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>