Философские проблемы химии

ВВЕДЕНИЕ
Философия химии представляет собой составную часть философии естествознания, притом что существует собственно философская форма изучения природы, несводимая к естественнонаучному. Философия природы начиная с трудов Ф.Бэкона и особенно Гегеля ставит своей задачей изучение природы в целом под углами зрения онтологии, гносеологии, космологии, что является предметом, выходящим за рамки научного естествознания, раздробленного на множество частных наук, каждая из которых занята неким особенным аспектом мира без реального учета момента всеобщности. Философское исследование природы или материи отвечает насущным потребностям человечества в целостном знании о мире. Кроме того, рационально интегрированные в систему знания о природе как о космосе выполняют важную социокультурную функцию – только такие знания могут превращаться в формы мировоззрения, на основе которого воспитываются новые поколения людей. Научная картина мира, адаптированная к парадигмам общечеловеческого знания возникает на границе между философией и естествознанием. Именно в этой области выделяются концепции естествознания, исследуется их развитие вплоть до замены на другие концепции, именно здесь обнаруживаются филисофские учения об отдельных науках, изучающих природу, в том числе – философия химии. Философия не дублирует химию в ее собственном развитии как естественной науки, но рассматривает химические факты и теории под «метатеоретическим» углом зрения. Так, если химия может выступать «индуктивной» базой для философии химии,то последняя может служить «дедукивным образованием» для первой. Именно в этом пункте наиболее явственно обнаруживается объективная необходимость реального взаимодействия между химией и филисофией.
Актуальность данной темы в большом разнообразии химических процессов связанных с эмоциями человека, обеспечивающих нашу жизнь. Цель работы: показать важность и ценность изучения данного вопроса, рассмотрение химических законов и процессов с точки зрения философской мысли для современного человека. Задачи исследования:
Рассмотреть и изучить химическую форму движения материи.
Проанализировать методы познания химических законов и процессов. Объект исследования: масштабность изучения данной темы, философская сторона химического закона. Предмет исследования: химический закон, процесс, философская сторона химии.




1. Химическая форма движения материи
С самого начала своего существования химия интересовалась изменениями веществ и тел, а процессы, лежащие в основании таких изменений стали предметом исследования данной науки, которая в своем становлении не только освободилась от влияния религии и философии, но отделилась от других естественных наук. Подобная эмансипация пошла на пользу ускорения научно-технического прогресса с широким выходом отдельных отраслей естествознания в сферу производства новых товаров. Однако, в своем порыве к прагматической свободе наука заплатила дорогую цену в виде кризиса классической научной парадигмы. С исчезновением единой науки о природе на место которой претендовала первоначальная физики, пропала и сама природа как единое целое. Успехи химии, физики, астрономии, биологии. [12] Помимо очевидной пользы в сфере материальной культуры, наносили ощутимый вред культуре духовной – разрозненные знания об отдельных частях природы никак не соединялись в единую мировоззренческую картину вследствие чего наука стала терять статус универсальной формы познания, а это привело к новой волне религиозного возрождения в 20 веке и появлению целого ряда квазинаук. Вместе с тем в обществе стало возрастать значение гуманитарных наук, призванных создать новые мировоззренческие парадигмы, способные сладить с наступлением культурного релятивизма. Важную роль в подобном процессе играет философия, делающая предметом своего исследования не только отдельные естественные науки, но и природу в целом, следуя логике единства окружающего нас мира. Именно поэтому философия химии начинается не с рассмотрения частных химических законов или свойств различных веществ, не с истории химии, сколь бы она ни была важна и поучительна, а с химической формы движения материи. В данном случае материя берется в качестве субстанции природы, ее всеобщего основания и первопричины. Мир представляется в виде иерархии уровней организации материи от простого к сложному и каждый такой уровень обладает собственной формой движения материи. С такой точки зрения можно рационально обосновывать единство и целостность вселенной, а также ее познаваемость, эволюцию и многое другое, принятое в современной науке в качестве аксиом. Химическая форма движения материи лежит в основе возникновения, разрушения и преобразования веществ и тел. [2] Химические превращения предполагают взаимодействие между атомами, поэтому считается, что химическая форма движения материи возникает на определенном этапе развития вселенной. Этот этап связан с формированием в космосе (предположительно в недрах звезд) атомов с относительно стабильным ядром и более или менее устойчивой электронной оболочкой. Современные исследования в области космохимии подтверждают, что межзвездная среда (облака пыли, газа) содержит в себе не только простейшие неорганические молекулы, но и сложные органические соединения, как например, цианацитилен, ацетальдегид. Есть в космосе и молекулы воды, что может свидетельствовать не только о зарождении в космическом пространстве разнообразных химических процессов, но и о возможности появления жизни. Химические процессы превращений становятся возможными при наличии сформированных атомов, поскольку при химических реакциях атомы вступают между собой во взаимодействия прежде всего за счет внешних (валентных) электронов, что предполагает устойчивую определенность ядра и электронной оболочки. Химическое взаимодействие происходит при появлении единого поля контакта, не принадлежащего ни одному из обособленных атомов. В этом поле контакта возникает качественно новая форма организации вещества, не сводимая по своим физико-химическим характеристикам к свойствам вступивших во взаимодействие веществ. Образовавшиеся частицы (молекулы, ионы, радикалы) представляют собой новые квантово-механические системы, в которых меняются исходные свойства атомов и в результате возникают качественно новые закономерности химичского строения и взаимного влияния. [13] Любопытно, что при всем этом атомные остовы остаются без изменений. Таким образом, химическая форма движения материи предполагает изменение вещества за счет перегруппировки или разрушения старых и возникновения новых связей между относительно стабильными элементами (атомными остовами). Иными словами, носителями химической формы движения материи выступают атомы. Всякая форма движения предполагает наличие исходного противоречия в единое целое, в котором и происходит движение. Этого требует закон единства и борьбы противоположностей, который, как и прочие законы позитивной диалектики блестяще подтверждается в многочисленных химических открытиях. Так, источником химической формы движения материи является внутреннее противоречие, которое возникает между двумя тенденциями, характеризующими состояние вещества. Первая тенденция связана с устойчивостью системы, стремлением сохранить свою особенность, структуру привычных связей, а вторая – это влечение квантово-механической системы к выходу за пределы, к развитию, что предполагает отрицание собственной замкнутости. [5] Первая тенденция проявляет себя в кинетической неподатливости системы, когда существуют энергетические барьеры, препятствующие разрушению устойчивых связей и хаотизации системы. Вторая тенденция проявляется в стремлении к термодинамически наиболее устойчивому состоянию. Таким образом, суть химического движения материи заключается в том, что в результате внутреннего противоречия между стремленем к самосохранению и стремлением к самоизменению внутри самой системы проявляется энергия «влечения», которая способствует как изменению внутренних связей (преодолению энергетических барьеров) без привлечения энергии извне, так и при выходе на поверхность эта же энергия способствует соединению и возникновению нового качества. В алхимии суть этого процесса была передана эротической символикой «священного брака», где достижение нового качества предполагалось через момент «смерти-рождения». C точки зрения рациональной философии, изучающей природы, здесь следует применять принципы диалектической логики и тогда описание химического взаимодействия будет выглядеть следующим образом. Кроме двух или более акторов, вступающих в отношение между собой, существует и особо выделяемый момент самого отношения (единого поля контакта), несводимый к отдельно рассмотренным актором (субъектам контакта). При вступлении в отношения оба соотносящихся субъекта перестают быть замкнутыми консервативными системами (собой-в-себе) и приобретают новые, ранее не обнаруживающиеся качества, определяемые всем процессом взаимодействия. Здесь мы наблюдаем действие еще одного диалектического закона – закона отрицания отрицания, когда отдельные вещества, вступающие во взаимодействие между собой, сначала теряют ранее присущую им определенность (отрицание), а затем стабилизируются в новых качествах (отрицание отрицания). Таким образом, при химическом взаимодействии веществ важную роль играют не только свойства веществ, вступивших в реакцию. Но и поле их контакта, или момент отношения, где существует собственная определенность. Именно в этом поле контакта возникает новое качество вещества, несводимое к свойствам вступивших в реакцию веществ. Рассматривая химическую форму движения материи, следует не только выделять ее особенную специфику, связанную с химическими процессами изменения веществ, но не забывать также и о том, что есть и другие формы движения единой материи и химическая форма оказывается в близком взаимодействии с некоторыми из них. Речь идет о «квантово-механической» и биологической форма движенсрдгия материи, стоящие «ниже» и «выше» химической формы на ступенях иерархии уровней организации материи. Оба уровня несомненно влияют на своего «посредника»:так должно быть, исходя из положений диалектического подхода, так происходит в согласии с открытиями современной науки. [7] Появление биохимии и физической химии еще раз подтверждает реальность и значимость взаимодействия различных форм движения материи. Здесь философия химии указывает на то, что логика развития химии как науки не совпадает с интересами приземленного прагматизма, думающего лишь о сиюминутной выгоде. Прежняя тенденция на эмансипацию и размежевание различных наук о природе сменяется в наши дни тенденцией на взаимовлияние наук, изучающих единое тело природы, вследствие чего появляются все вовые междисциплинарные науки, призванные заполнить пробелы, возникшие во времена «дифференциации естествознания».


2. Предмет и методы познания химической науки.

Начиная с середины 19 века и в первой половине 20 века в науке была широко распространена идеология позитивизма, которая помогала естественным наукам освобождаться от влияния религии и старой метафизической философии

. О. Конт так выразил суть позитивизма: «Наука – сама себе философия». Вместе с тем, многие позитивисты пробовали строить «правильную научную философию», либо верили в возможность таковой. Понятно, что философия, проистекающая из науки должна была выступать в форме некоей «наукой наук». Например, О. Конт оставлял за философией место общей науки, а К. Поппер сводил философию не иначе как к теории развития науки. Однако же все эти попытки изгнать философию из сферы исследования природы потерпели неудачу. Действительно, общая методология науки, или теория развития науки – темы не для частных наук, а для философии, но последняя не ограничивается рассмотрением только таких предметов. [1] У философии есть собственный подход к изучению окружающей нас вселенной, одним из аспектов которого является опора на достижения естественных наук. Переводя современные научные открытия на универсальный язык всеобщих понятий, философы не просто изучают физику, химию, биологию, а выделяют целые научные концепции и методологические формы. Таким образом, философия занимается теорией науки в рамках собственных, более широких природоведческих исследований, о чем уже говорилось ранее. Понятно, что философия химии уделяет особое влияние предмету и методам познания химической науки. Объектом исследования химии, как и других естественных наук, выступает материальный мир в многообразии его внутренних связей и постоянной динамике развития. Вместе с тем, химия выделяет собственную область изучения указанного объекта, которая, в целом и представляет предмет познания химической науки. Еще в 19 веке Ш. Жерар, формируя данный предмет, писал, что химия занимается последовательными преобразованиями материи, она вникает в происхождения тел, исследует их прошедшее и будущее. [8] Таким образом можно сказать. Что химию интересует в материальном мире особый вид процессов, сутью которых является не простое физическое перемещение объектов, а полное изменение различных материй, их трансформация и взаимопереход, что представляет собой основу всякого химического превращения. Следует уточнить, что в свете новых научных данных под химическим превращением вещества понимается такое превращение, при котором происходит изменеие строения вещества, его состава, свойств в соответствии с особыми химическими закономерностями. Химические превращения происходят на атомном уровне и осуществляются в процессе специфических взаимодействий определенных структур частиц вещества. Химические превращения сопровождаются возникновением или перераспределением химически связей. Уже этим химические превращения значительно отличаются от других видов превращением материи (ядерных, геологических, биологических). Гегель в свое труде «Философия природы» рассматривает химический процесс в контексте возникновения тотальной индивидуальности материи, то есть, этап химизма понимается немецким философом как процесс выделения особенных материальных объектов из всеобщей неопределенности исходной материи. В философском смысле речь идет об обретении материальным миром собственной телесно-образной различённости. Говоря о химии, как о науке в ее связи с философией, необходимо указать на основные методы познания, применяемые в химии. Еще Д.И, Менделеев в свое время подчеркивал, что изучать в научном смысле значит:
1) не только добросовестно изображать или просто описывать, но и узнавать отношение изучаемого к тому, что известно;
2) измерять все то, что может подлежать измерению;
3) определять место изучаемого в системе известного, пользуясь как качественными, так и количественными методами;
4) находить закон;
5) составлять гипотезы о причинной связи между изучаемыми явлениями;
6) проверять следствия гипотезы опытом;
7) составлять теорию изучаемого. Все это с необходимостью требует как наличия правильных методов исследования, так и умения пользоваться ими. Методы, применяемые в современной химии, делятся на общенаучные и специальные. Общенаучные методы, такие как индукция, дедукция, абстрагирование, анализ, синтез, моделирование и эксперимент являются основой создания теории и представляют собой базис научного исследования. Специальные методы, такие как метод рентгеноструктурного анализа, метод валентных связей, расчеты молеклярных орбит носят вспомагательный характер и используются в дополнении к общенаучным методам. Следует особо отметить, что общенаучные методы имеют своим основанием философию, поскольку именно в рамках философии были впервые подняты проблемы, связанные с познанием, разработаны формальная, а затем и позитивно-диалектическая логика, что стало базой развивающейся рациональной теории познания. И наше время философская гносеология является главным источником создания объясняющих концепций, касающихся любой формы человеческого познания. Теперь перейдем к характеристике общенаучных методов исследования, применяемых в химии.
1.Индукция. В данном случае познания движется от частного, единичного – общему. На основе изучения отдельных химических явлений, имеющихся суждений и фактов делаются обобщающие умозаключения, устанавливаются общие свойства, существенные и закономерные связи веществ. Индуктивный метод опирается на опыт, наблюдение, накопление и анализ отдельных фактов. Индуктивный метод является основой эмпирических знаний. Примером успешного применения индукции в химии можно считать открытие закона сохранения массы веществ М.В.Ломоносовым в процессе проверки опытов Бойля с обжигом металлов, а также выведение эмпирических правил постоянства состава, паев Прустом и Рихтером. Правил, ставших сопутствующими теориями стехиометрии на основе атомных представлений. Обычно индуктивным способом возможно установить количественные и другие внешнеположенные характеристики наблюдаемых явлений и процессов, данных исследователю в непосредственном чувственном восприятии. Индукцию можно определить также как накопление фактов наблюдения, анализ и систематизацию фактов и, наконец, обобщение полученных результатов с целью выведения объективных закономерностей.
2. Дедукция. Это способ логического рассуждения, идущий от общего (например, химический закон, постулат, правило) – к частному, то есть к отдельным химическим фактам. [10] Как метод дедукции прямо противоположна индукции, поскольку опора делается на творческое мышление, рождающее идеи, предположения, гипотезы и даже теории, – все это затем может быть сопоставлено с фактами и проверено экспериментально, в то время как при индуктивном методе все делается в обратном порядке. Дедукция в химии как и в других естественных науках не просто дополняет индукцию, а играет роль основы теоретическимх исследований. Создание законов невозможно без дедуктивных открытий, поскольку из наблюдений за явлениями невозможно вывести их сущность. В качестве примера стоит запомнить, что правила Пруста и Рихтера стали соответствующими теориями стехиометрии лишь всвязи с первыми успехами развития атомно-молекулярной теории. Надо было найти мысленный ответ на вопрос, к примеру, в чем причина действия правила постоянного состава, но такой ответ не вытекает из наблюдений за химическими реакциями, как не вытекает он и из самого обнаруженного правила. После трудов Декарта и, в особенности, Канта и Гегеля, философия пришла к выводу, что любые теории, в том числе научные логически не выводятся из эмпирических фактов и закономерностей, не являются их индуктивным обобщением, а надстраиваются над эмпирическим знанием в качестве описания особого рода реальности, как сферы идеальных объектов с системой собственных взаимосвязей. Теоретический уровень характеризует зрелость науки, хотя нельзя забывать и то, что истинная теория невозможна без своей эмпирической почвы, как форма неотделима от содержания и наоборот. Понятно, что роль дедукции все время растет по мере развития химии как науки. Если первые этапы становления научной химии были отмечены прежде всего торжеством индуктивного метода, то с появлением атомно-молекулярной теории, органической химии дедуктивный метод становится все более популярным и востребованным.
3.Анализ и синтез. В процессе познания химических веществ и процессов важное место занимают методы анализа и синтеза. Объекты научного интереса при аналитическом исследовании расчленяются, затем выделяются их составные части, связи и стороны – для более подробного изучения. Анализ позволяет отделить всеобщее от единичного, необходимое от случайного, главное от второстепенного. На таких принципах основан целый раздел химической науки – аналитическая химия, где определение состава химического вещества решается при помощи качественного и количеcтвенного метода анализа. [11] Вместе с тем, анализ это лишь начало процесса познания, поскольку знание отдельных частей предмета еще не дает знания о предмете в целом. В научно-теоретической мысли давно утвердилось понятие о том, что целое не может быть сведено к механической сумме своих частей. В процессе синтеза происходит практическое или мысленное соединение составных частей изучаемого объекта, его свойств и связей, расчлененных в результате анализа, в новом качественном виде. В результате предмет выступает как неразрывное диалектическое единство частей и целого. Проходя через анализ и синтез, предмет исследования с необходимостью изменяется, становясь более различенным по содержанию, что находится в тесной взаимосвязи с ростом различенности нашего понимания изучаемого предмета во всех его свойствах, связях и качествах.
4.Научная абстракция. Одной из характерных особенностей современных наук и, в частности, химии является широкое использование метода научной абстракции. Абстрагирование предполагает мысленное отвлечение от ряда второстепенных, несущественных свойств и связей, а также – сторон исследуемого предмета при выделении одного общего, существенного признака, свойства или отношения. Полученное в результате таких действий понятие называется абстракцией. В химии научными абстракциями выступают такие важные понятия как кислота, элемент, спирт, гомологический ряд, валентность, химическое строение. Метод научной абстракции особенно необходим при мысленном поиске сущностей и законов.
5.Модеолирование. В тесной связи с абстрагированием находится метод моделирования, который также широко используется в современной науке. Моделирование представляет собой особый вид эксперимента, нередко мысленного. В химии метод моделирования используется относительно давно. Например, химическая символика, первые формулы соединений Берцелиуса реально представляли собой знаковые модели, отражающие состав соединения, а также стехиометрические отношения между элементами. Развитие теории химического строения позволило создать модель молекулы в виде структурной формулы, выражающей уже и порядок связи атомов