Специфика философии химии и специфика предмета химии

Вопрос о предмете химии имеет ис­торическую ретроспективу. В «Логике» Гегеля упоминаются три определения «объективности»:

2.3. Философские проблемы химии 177

-Механизм — это такое соединение частей, при котором между ними от­сутствует «духовная связь». В механизме нет внутреннего единства, самодеятельности.

-Химизм - единство, которое вытекает из природы час­тей. Химическое соединение не сводится к комбинации и сложению частей. Химическая совокупность взаимодействует с другими совокупностями как единое целое. Составные её — «стихии», (в современной терминологии — химические элементы), прояв­ляющие в отношении других составных частей свою природу и сообща­ющие эту природу всей совокупности.

-Организм - объединение составных частей, при ко­тором реализуется цель, единство, имеющее телеологическую природу. Организм — это то, в чем заключена жизнь или душа.

В этой триаде заключена идея иерархии, идея развития от низшего (механизма) к высшему (организму). Эта идея была воспринята Ф. Эн­гельсом. Он вводит понятие механической, физической, хи­мической и биологической форм движения материи², каждая из которых имеет своего материального носителя:

-механическое дви­жение — это движение макроскопических тел,

-физическое — движение молекул (речь шла о тепловом движении),

-химическое — движение атомов и

-биологическое — жизнь — способ существования белковых тел.

Низшая форма присутст­вует в высшей в снятом, подчиненном виде.

¹ Гегель Г.В.Ф. Наука логики. М., 1972. Т. 3. С. 159-215.

2 Ф. Энгельс впервые высказал идею форм движения материи в письме К. Марксу в
1873 г. и далее разрабатывал ее до начала 1880-х гг., однако эти его сочинения были опуб­
ликованы только посмертно советскими философами-марксистами (см.: Энгельс Ф. Диа­
лектика природы. М., 1952. С. I—V).

178 2. Философские проблемы естествознания

В начале XX в. сложилась атомная физи­ка, изучающая строение тех частиц материи, которые для Энгельса бы­ли мельчайшими, — атомов. В 1911 г. Э. Резерфорд выдвигает электронно-ядер­ную модель атома, где атом предстает в виде планетарной системы. В 1925—1927 гг. возникает квантовая теория атома и химической связи. То, что Энгельс называл химической формой движения, стало неотличимо от того, что изучает физика: «материальный носитель» химического движения — атом — стал объектом исследования физики, более того, физика вплотную подошла к тому, чтобы объяснить строение молекул и процессы соединения ато­мов и разложения молекул. Однако, химия все же сохра­няет свою самостоятельность как экспериментальная наука.

¹ Ф. Энгельс писал: «Называя физику механикой молекул, химию — физикой атомов
и далее биологию химией белков, я желаю этим выразить переход одной из этих наук в дру­
гую. — следовательно, как существующую между ними связь, непрерывность, так и разли­
чие, дискретность обеих» (Анти-Дюринг. М., 1957. С. 355).

2.3. Философские проблемы химии 179

Б.М. Кедров (1903—1985), советский фи­лософ и историк, специалист по истории атомно-молекулярного учения отмечал: «Невозможность "сведения" химического процесса к движению физичес­ких частиц становится все очевиднее и ощутимее по мере увеличения, во-первых, числа электронов в атомной оболочке, во-вторых, числа атомов в молекуле и, в-третьих, числа молекул, участвующих в хи­мическом процессе. «В принципе нельзя представить взаимодействие атомов как взаимодействие входящих в них электронов и ядер, подобно тому как нельзя представить человечест­во состоящим прямо из животных клеток». «…никакая квантовая механика не может описать реальный химический про­цесс, в котором задействовано порядка 10²² молекул, в котором участву­ют не идеально чистые вещества, который протекает... в определенном сосуде и при определенных условиях, например, при помешивании, и т.д.».

¹ Кедров Б.М. Предмет и взаимосвязь естественных наук. М., 1962. С. 333.

182 2. Философские проблемы естествознания

Философские попытки проведения в при­роде разграничительных линий оказывались до сих пор безуспешными.

Химию и физику отличают не фрагменты природы, которые изучают эти науки, а способы познания, способы видения мира. Предмет химии, как и предмет любой на­уки, — это не природа «до человека и без человека». Этот предмет фор­мируется в ходе практической деятельности человека.

2.3. Философские проблемы химии 183

Н.Н. Семенов (1896—1986), основатель Института хими­ческой физики, говорил, что «основным и наиболее характерным предметом химии как науки и как производства, являются про­цессы получения из определенных веществ новых веществ, обладающих существенно новыми свойствами»³.

Вещество («материя», «субстанция», «тело» и т.д.) — это природные объекты, удовлетворяющие потребности человека, проявляющие широкое разнообра­зие свойств, среди которых есть полезные, вредные, нейтральные. Ве­щество — это сырье, продукт, а также окружающая человека среда, рассмотренная со стороны ее свойств и состава. Вещество бывает живое и неживое, веще­ство — это то, из чего состоит человек (микрокосм), и космос в букваль­ном смысле этого слова.

³ Семенов Н.Н. Наука и общество: Статьи и речи. М., 1981. С. 69.

184 2. Философские проблемы естествознания

Однако выделив вещество в качестве предмета химии, мы попадаем примерно в ту же ситуацию, что и в случае химической формы движения. Вещество столь же изучает физика, сколь и химия.

Химия и физика, познавая вещество, ставят разные акценты.

Физику в основном интересуют общие свойства вещества с точки зрения его внут­реннего строения. Выясняя внутреннее строение вещества, физика при­ходит к весьма общим теориям — квантовая механика, квантовая теория поля.

Химию интересуют индивидуаль­ные и особенные свойства вещества. Но не свойства сами по себе, а скорее комплексы свойств (физических, химических, физико-хи­мических, экологических), характеризующие некий химический инди­вид — химический элемент или химическое соединение. Например, могут интересовать свойства осадка, полученного в такой-то реакции, прове­денной в такой-то лаборатории при таких-то условиях, свойства железной руды, добываемой, скажем, близ Томска. При этом привлекают ещё и индивидуальные химические ре­акции (предмет химической кинетики).

Далее, химия и физика по-разному схематизируют и идеализируют ве­щество.

Физике свойственны глубокие абстракции и идеализации, прене­брегающие, по сути дела, почти всеми воспринимаемыми свойствами и оставляющие одно-два как существенные. Так, например, такие вещи, как брошенный камень, качающийся маятник, плане­та, совершающая орбитальное движение вокруг Солнца, рассматриваются как материальные точки. Другая идеализа­ция — абсолютно твердое тело, абсолютно черное тело.

2.3. Философские проблемы химии 185

Химические идеализации удерживают множе­ство свойств, из которых выделяется одно, которое служит базисом иде­ализации, ее идентификатором. Химические идеализации всегда открыты для уточнения, коррекции. Важно, чтобы сохранялась преемственность: должно сохраняться большинство свойств, со­ставляющих данную идеализацию.

Например, химическая идеализация «кислота» - вещество, обладающее кислым вкусом (лат. acidus — «кислый»), разрушающее металлы, нейтрализующее основания (щелочи). По предложению А.Л. Лавуазье (1743—1794), теоретической ха­рактеристикой кислоты служило содержание в веществе кислорода. В конце XVIII в. К.Л. Бертолле (1748—1822) показал, что соляная кис­лота не содержит кислорода и что ей отвечает формула HCL. Через сто лет С. Аррениус (1859—1927) обобщил эти идеи, предположив, что водные растворы кислот содержат ионы водорода. Г. Льюис (1875—1946) определил кислоту как вещество, способное адап­тировать пару электронов с образованием ковалентной связи.

186 2. Философские проблемы естествознания

Не менее важная химическая идеализация — металлы. В алхимии появилось обобще­ние о невозможности получить металл из неметалла. В первой половине XVIII в. металл представлялся как сложное вещест­во, состоящее из окалины и носителя горючести и металличности — флогистона. После кислородной теории Лавуазье металлом стали называть простое вещество, а окалина стала тракто­ваться как химическое соединение из металла и кислорода. Однако ряд веществ, известных как металлы, являются химическими соединениями. Сей­час металлы отделяют от неметаллов по электронному строению их ато­мов. Но все эти теоретические характеристики вводятся с огляд­кой на эмпирические признаки, упомянутые выше (ковкость, тягучесть, высокая теплопроводность и т.д.).

Центральной идеализацией химии (центральным её по­нятием) является химический элемент. Элементом в химии называется вещество, атомы которого имеют один и тот же фиксированный заряд ядра. Но элемент в химии характеризуют ещё и множество наблю­даемых свойств — способностью образовывать те или иные ряды соединений. Элемент также образует со-

2.3. Философские проблемы химии 187

ответствующее простое веществ, состоящее только из ато­мов данного элемента. Простое вещество — это то­же идеализация. Абсолютно чистых веществ не бывает.

Т.О., именно набор эмпирических свойств направляет поиск теоретической характеристики элемента. Ч. Коулсон (1910—1974) отмечает, что «иимия действует на некотором уровне глубины. На этой глубине ее по­нятия имеют значения... Стоит спуститься глубже, и мы приходим к фи­зике»³.

3 Коулсон Ч. Современное состояние расчетов молекулярных структур // Методологи­ческие проблемы современной химии. М., 1967. С. 167—170.

Как известно, в химии большое место занимают классификации. Химия стремится к естественным классификациям, выражающим естественные виды.

2.3. Философские проблемы химии 189

Естественными видами в химии являются индивидуальные вещества (вода, серная кислота, царская водка), классы химических соедине­ний (кислота, основание, металл). Это также «сложное вещество», «простое вещество», «химический элемент». В то же время к естественным видам не относятся идеализации, используемые в физике. Скажем, материальная точка, представляющая Землю на орбите, груз на длинной нити, «твердое тело» - это не естественный, а искусственный вид.

Естественные виды не поддаются строгим теоретическим определе­ниям. На это указывал еще И. Кант. Они определяются через совокуп­ности признаков, причем эти совокупности открыты уточнению и изме­нению. Чтобы определить естественный вид, нужен некий стереотип, образец, с кото­рым сопоставляются иные тела, входящие в данный естественный вид.

Например, вода - долгое время трактовалась как элементарное вещество. Вода, наряду с воздухом, огнем и землей, была одним из четырех эле­ментов. Лавуазье установил двухэлементный состав — водород и кислород, ко­торый дал современную формулу — Н₂0.

190 2. Философские проблемы естествознания

Агрегатные состояния — пар, лед и жидкая вода - составля­ют естественный вид «вода». Сюда относятся - морская, речная, ключевая вода, роса и т.д. К воде относят соединение D₂0 (тяжелая вода), где D — изотоп водорода, дейтерий.

Надо также учитывать, что формула Н₂0 дает лишь состав воды, но не определяет ее структурную специфику. Состав — характеристика индивидуального вещества, на­зываемого химическим соединением.

2.3. Философские проблемы химии 191

Уже В. Рентген в 1892 г. публикует статью «Строение жидкой воды». Он исходит из того, что смесь молекул льда (Н20)_п и мономерных молекул Н₂0 наилучшим образом объ­ясняет свойства воды. В представлениях У. Брега Н₂0 соответствует водяно­му пару, в жидком состоянии вода состоит из групп, имеющих четыре, пять или шесть кислородных атомов. Для льда характерны шестичленные кольца бензольного типа.

ТО, специфика химии - типичные понятия, выра­жающие естественные виды.