Философские проблемы химии.
Философские вопросы химии
Благодаря квантовой механике к 30-м годам XX века в основном был выяснен способ образования связи между атомами. Кроме того, в рамках квантово-механического подхода получило корректную физическую интерпретацию менделеевское учение о периодичности
Заключение.
Тема: Характерные черты современной химии.
Цель: Обозначить основные пути развития современной химии.
Известно, что практические достижения химии стали одним из важнейших моментов происходящей научно-технической революции, а масштабы производственно-химической деятельности людей стали весьма ощутимыми по своим воздействиям на природу и общество. Стремительный рост химизации производства ставит ряд проблем философского и социологического характера. Экономическая, политическая, идеологическая, нравственная, эстетическая сторона развития химии и химизации производства, их роль в прогрессе техники, производительных сил, в отношениях общества с природой, прямые и опосредованные социальные последствия химизации, и обратное влияние различных социальных факторов на ход развития химической науки, на направление практических применений ее достижений – вот некоторые из этих вопросов.
Можно выделить три основные группы философских вопросов химии.
Первая из них связана с обобщением того нового, что достигла химия в познании вещества, с выявлением того, как она обогащает общую научную картину вещества, природы, каково мировоззренческое значение сделанных открытий. Это онтологический аспект достижений химии. Разработка этих вопросов позволяет выяснить, глубже понять сущность тех или иных открытых химией явлений, увидеть их связи с другими – физическими, биологическими и прочими – явлениями, осмыслить их место в общей системе природы. Разработка этих вопросов необходима не только для выработки общего научного мировоззрения, соответствующего достигнутому уровню знаний о природе, но и для корректировки дальнейших направлений химического исследования.
Вторую и самую обширную группу вопросов составляют вопросы гносеологические и методологические. В них затрагивается сама познавательная деятельность химика, ее логический инструментарий, анализ развивающегося химического знания применяемых в химии понятий, абстракций, методов исследования и т.д. Результаты познания, оформляясь в виде новых понятий, принципов, теорий, всегда становятся и инструментами дальнейшего познания. Раскрыть не только общую естественнонаучную, мировоззренческую значимость новых знаний, но и их значение в развитии познавательного аппарата науки, их функционирования в роли орудий и средств познания – вот задача исследований методологической и гносеологической стороны химии. Это вопросы в условиях бурного развития современной химии, растущей математизации, абстрактности знаний приобрели особую остроту и значимость.
Третья группа философских вопросов химии – это вопросы, относящиеся к раскрытию социального аспекта развития химии и химической практики. Это вопросы, связанные с превращением химии в производительную силу, связанные с тем, что вырабатываемые наукой понятия становятся орудиями практической деятельности людей по преобразованию объективной действительности. Это вопросы, связанные и с тем, что изучаемые химией вещества – не только загадочный предмет упорных научных исследований, но и то, жизненно нужно человечеству. Наличие или отсутствие тех или иных видов вещества, доставляемое химией умением переделывать вещество, управлять его свойствами и превращениями, все это является существенным фактором общественного развития и заметно отражается на различных сторонах жизни общества.
3.Взаимосвязь химии с другими науками.
Наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкосновения с неизвестным. Увеличение сферы знания приводит к появлению новых, нерешенных проблем. Задачей естествознания вообще и химии в частности, является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека.
Все исследования природы сегодня можно наглядно представить в виде большой сети, состоящей из ветвей и узлов. Эта сеть связывает многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук, включая науки синтетические, возникшие на стыке основных направлений (биохимия, биофизика и др.).Даже исследуя простейший организм, мы должны учитывать, что это и механический агрегат, и термодинамическая система, и химический реактор с разнонаправленными потоками масс, тепла, электрических импульсов; это, в то же время, и некая «электрическая машина», генерирующая и поглощающая электромагнитное излучение. И, в то же время, это – ни то и ни другое, это – единое целое. Современное естествознание характеризуется взаимопроникновением естественных наук друг в друга, но в нем есть и определенная упорядоченность, иерархичность. В середине 19-го века немецкий химик Кекуле составил иерархическую последовательность наук по степени возрастания их сложности (а точнее, по степени сложности объектов и явлений, которые они изучают. Такая иерархия естественных наук позволяла как бы «выводить» одну науку из другой. Так физику (правильнее было бы – часть физики, молекулярно-кинетическую теорию) называли механикой молекул, химию – физикой атомов, биологию – химией белков или белковых тел. Эта схема достаточно условна. Однако здесь надо хорошо осознать следующее. Нельзя рассматривать жизнедеятельность организма, сводя все к физике или химии. Но важно знать, что законы физики и химии справедливы и должны выполняться и для биологических объектов. Нельзя рассматривать поведение человека в обществе только как биологического существа, на важно знать, что корни многих человеческих действий лежат в глубоком доисторическом прошлом и являются результатом работы генетических программ, унаследованных от животных предков. В настоящее время достигнуто понимание необходимости целостного, холистического (англ. whole целый) взгляда на мир. Холизм или интегратизм можно рассматривать как противоположность редукционизма, как присущее современной науке стремление создать действительно обобщенное, интегрированное знание о природе.
4.Пути развития современной химии.
Химия как фундаментальная наука окончательно сформировалась лишь в начале двадцатого века. Двадцатое столетие сделало химию точной наукой: установлено множество количественных закономерностей, точных законов, достигнут высочайший метрологический уровень определения атомно-молекулярных, термодинамических и кинетических констант, характеризующих вещество и химический процесс. Сегодня многие области химии существуют как самостоятельные: неорганическая, органическая, физическая химия, радиохимия, биохимия, аналитическая химия, геохимия и т. д. Каждая из них имеет собственный предмет и собственную область исследования, свои проблемы и свои экспериментальные методы. Но к восьмидесятым годам на смену профессиональному “дроблению” химии пришло осознание необходимости совместного решения общих фундаментальных проблем химической науки.
Сегодня иерархия общих проблем химии может быть представлена в следующем виде:
-искусство химического синтеза;
– химическая структура и функция;
– управление химическими процессами;
– химическое материаловедение;
-химическая аналитика и диагностика;
Это главные стратегические магистрали современной химии, по которым она развивается. Они отражают ее движение и ее прогресс.
Химический синтез – ключевое направление химии, источник всех ее сокровищ. Это направление делает ее самой созидательной наукой. Химия поставляет материалы для всех отраслей науки и производства, и в этом смысле можно сказать, что она стоит в центре естественных наук.
Атомно-молекулярная архитектура и электронное строение вновь синтезированных соединений бесконечно разнообразны, настолько же разнообразны их физические и химические свойства и, следовательно, их функции. Установление связи между структурой вещества и его функциональным поведением составляет предмет второго направления.
Управление химическими процессами, их молекулярными механизмами, использование химических факторов (комплексообразования, сольватации, молекулярной организации, катализа) и физических воздействий (от света до механики) для регулирования химических процессов – таково содержание третьего направления.
Вещество – не материал, а лишь его предшественник. Надо научить вещество работать как материал, определить его характеристики и границы применимости – это задача химического материаловедения.
Задача химической технологии – обеспечить технологический дизайн процесса, его оптимизацию и масштабирование, низкие энергозатраты, высокую безопасность и экологическую чистоту.
Разработка высокоэффективных способов преобразования химической энергии в другие виды энергии, накапливание энергии в энергоемких веществах и материалах (включая лазеры с химической и солнечной накачкой), преобразование солнечной энергии, химические источники тока, сопряжение энергопроизводящих и энергозатратных процессов – все это составляет предмет химической энергетики.
Прогресс химического материаловедения и химической технологии невозможен без надежной химической аналитики и диагностики. Это – бурно развивающееся направление (включающее химическую сенсорику и химию запаха) с огромными техническими “выходами” во все области – от систем техногенного контроля до медицины и экологии.
Наконец, химия живого – это гигантская химическая галактика, которую еще предстоит осваивать. На нее работают биохимия и химия природных веществ, фитохимия, наука о ферментах, медицинская и фармацевтическая химия, генная инженерия, биотехнология и многие другие. Это направление с ярко выраженными ожиданиями, гигантским потенциалом, бесспорными перспективами и огромным будущим; его контуры и масштабы уже сегодня просматриваются в трансгенной технологии.
Нет нужды доказывать, что все эти направления связаны не только логикой. Их внутренне объединяет сама методология химического исследования. И это великолепное сочетание дифференциации и интеграции – результативный и созидательный стиль современной химии.
К наиболее известным технологиям, использующим последние достижения естествознания, относятся следующие:
– химические, например, синтез новых веществ, отсутствующих в природе или заменяющих исчезающие; применение новых катализаторов для снижения энергопотребления химических процессов, в том числе при переработке нефти;
– биологические, например, использование искусственных ферментов или биоимитаторов;
– добывающие, в частности, рентабельная разработка бедных месторождений, использование морской воды для добычи необходимых ресурсов;
– переработки вторичного сырья, использование отходов, включая способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов;
– технологии гелиоэнергетики – освоение процесса фотосинтеза для эффективного использования солнечной энергии;
– ресурсо- и энергосберегающие технологии для снижения общих потерь в любых производственных процессах и повышения коэффициента полезного действия используемых технологий, например, разработка литиевых батарей с твердым иодным электролитом, принцип действия которых основан на прямом преобразовании химической энергии в электрическую;
– разработка и производство новых материалов, например, эффективных теплозащитных материалов в космической технике, высокотемпературных сверхпроводников; оптических волокон – заменителей медных проводов в линиях связи и передачи информации;
– медицинские, например, создание микроклимата в жилищах, новые решения по очистке потребляемых воды и воздуха, новые методики лечения с применением генной инженерии; решение проблемы клонирования.
Философские проблемы химии.
Библиографическая ссылка на статью:
Сторожева А.С., Москвичева М.А. Философские вопросы химии и их влияние на дальнейшее развитие химической науки // Современная техника и технологии. 2016. № 1 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2016/01/9286 (дата обращения: 09.02.2019).
На сегодняшний день уделяется огромный интерес общефилософским вопросам химии. В этот период химия добилась огромных результатов, в следствие содействия с иными науками. Значимость химии в существовании и формировании сообщества весьма огромна. Химия непосредственно сопряжена с созданием вещественнх ценностей. Естественные науки, включая химию, тесно связаны с философией. Химия предоставляет большое количество познаний, которые ломают прошлые представления и сосредотачивает интерес ученых на сущность общехимических познаний.
Химическая практика вносит много новейшего в единое миропонимание, значимо отражаются на состоянии взаимодействий сообщества с природой и также ставят несколько философских вопросов. С объектом химии и его значением в обществе, а также в отношении человека с природой связано появление данных вопросов и смысл их становления в философии в формировании миропонимания.
Основой для возникновения философских вопросов химии является сущность соединений в существовании общества, а также свойства общественных знаний по химии, способы и ресурсы их образования. Материалом, который питает прогресс философского миропонимания, эволюцию воззрений на мир, человека и его деятельность, служат знания предоставляемые химией о природе и вещах.
Химия в сочетании с философией и другими науками вносит емкие, основательные данные для формирования у общества научно-философских принципов о природе и окружающей среде.
Некоторые вопросы философской и социальной направленности возникают в результате быстрого увеличения внедрения достижений химии и химических методов обработки вещества во все отрасли. К вопросам философии химии и воздействие их на прогресс влияние можно отнести следующее: химизация современного производства и ее последствия социальной направленности, влияние экономики и политики на химию, а также внедрение достижений химии и химических методов обработки вещества в современное общество, химия и ее нравственная и эстетическая составляющая.
Философские проблемы химии делят на несколько категорий:
К первой категории относят те достижения химии, которые связаны с изучением свойств вещества и его влиянием на общенаучное представление о мире. Взаимосвязь природы, физических и биологических явлений с химией позволяет осмыслить разработку данных проблем. Для коррекции будущих исследований и для разработки общенаучного миропонимания, которое соответствует полученным познаниям об окружающем мире необходимо исследовать и проанализировать данные проблемы.
Вторая категория включает вопросы познавательной функции ученых, логику их мышления как инструмент, анализирование новых открытий в химии и методология эксперимента. Принципы, гипотезы, правила, законы являются инструментом познания. Раскрытие полученных научных знаний и их влияние на мир и формирование устройства химии, а также работа знаний как инструментов познания, вот что является одним из главных вопросов в исследовании методологии науки. В современной химии данные проблемы стали более чем актуальны и значимы.
Третья группа содержит следующие вопросы: знания, полученные в ходе научной деятельности, устанавливаются в виде инструментов жизнедеятельности человека по трансформации действительной реальности.
Вещества, которые изучаются химией, являются объектом научных экспериментов и тем, что так необходимо современному обществу. Способность химии синтезировать новые соединения, а также управление свойствами этого вещества и его превращениями, служит весомым аспектом развития человечества и имеет огромное влияние на всех уровнях общественной жизни.
Результаты, полученные химией, вносят существенный вклад в знания об окружающем мире. Значение химии, а также работа, связанная с химией более полно могут раскрыться только с учетом социологического фактора, существенного воздействия на общественную жизнь, и взаимосвязь человека с окружающим миром.
Заключение
Химия и ее философские вопросы не могут быть в полной мере автономными, которые волнуют только определенную группу людей. Подводя итог, можно сделать вывод, что вопросы философии являются одними из значимых составляющих в исследование научно-практических задач химической науки.
Библиографический список
- Ожерельев Д. И. Формирование научного мировоззрения в преподавании химии. – М., 1982 г., с. 37
- Гарковенко Р. В. Философские вопросы современной химии. – М., 1970 г., с. 3-25.
Философские проблемы химии
С современной физикой тесно связана и современная химия, которую иногда рассматривают как вид прикладной физики. Вопрос о соотношении химии и физики является дискуссионным, одни исследователи (К.Поппер, Э.Шерри) считают ее видом физики, актуально, или в будущем, другие (Й.Шуммер, Н.Псарос, Р.Хэндри) подчеркивают ее несводимость к физической науке. Таким образом, вопрос о специфике химии, ее предмете и месте в системе наук является одним из важнейших вопросов философии химии.
Проблема специфики химии и ее предмета неразрывно связаны с особенностями ее развития. В истории становления химии как науки важное место занимает введение Лавуазье понятия химического элемента, но основы теоретической химии были заложены в 1808 г. Дж. Дальтоном, создавшим «научную теорию атома», феноменологическую по сути. Теория Дальтона не просто исходила из концепта атома как мельчайшей неразрушимой в процессе химической реакции частицы, но и признавала различие атомов разных элементов по их относительным весам, идентичность атомов одного элемента. Кроме того, был сформулирован закон кратных отношений. На этой основе сформировалась классическая химия, соответствующая химическая картина мира стала частью общенаучной механической картины мира в классической науке.
Специфика предмета химии, его отличие от предмета физики в классической науке XIX века были достаточно очевидны, в это время сформировались диалектико-материалистическая концепция форм движения материи, а также теория эволюции, подчеркивающие значение дискретных качественных скачков между физическими и химическими процессами. В дальнейшем представления о соотношении химии и физики усложнились, в частности, появилась теория супервенции, объясняющая непрерывность возникновения нового: базовые супервентные свойства должны определять вновь возникшие свойства, соответственно различия в новых свойствах свидетельствует о различиях базовых свойств. При этом важной особенностью химии является также то, что ее нередко относят к классу не описательных, а прагматических наук, и уже классическая химия отличалась нацеленностью на практический результат – получение новых веществ с планируемыми свойствами. В силу этого получаемые новые свойства веществ и соединений отличаются от супервентивных свойств физической основы химических соединений.
Проблема отношения химии и физики приобрела новое измерение в неклассической науке ХХ века: с появлением квантовой теории и квантовой химии. Развитие квантовой химии позволило ответить на вопрос о причинах свойств веществ, описываемых в классической химии, то есть преодолеть ее феноменологический характер. Анализ внутреннего строения атома, энергетических связей и взаимодействий между атомами и на субатомном уровне позволил объяснить свойства химических элементов и соединений. В этом отношении квантовая химия обладает интерпретационной силой по отношению к классической химии, как органической, так и неорганической. Развитие квантовой химии в первой половине ХХ века явилось одной из важнейших научных революций в химии последнего столетия. Французский философ Г.Башляр характеризовал ситуацию в квантовой химии как «новый рационализм». Второй революцией является компьютерная революция второй половины столетия, связанная с развитием квантовой-компьютерной химии.
Но именно появление квантовой химии актуализировало вопрос о специфике химии, ее предмете и отношении к физике. Квантовая механика давала возможность интерпретировать теории классической химии, но не наоборот. В этой связи возник вопрос об обоснованности выделения химии как специфической формы знания. Кроме того, с появлением квантовой химии возникла проблема соотношения классической и неклассической теории в рамках самой химии как науки, или проблема научно-теоретического строя самой химии. Наконец, новый аспект приобрела проблема химической реальности и референции основных концептов химии – проблемы, во многом сходные с проблемами, возникшими в физике с переходом от классической к неклассической науке. Соответственно, и пути решения этого круга проблем в неклассической химии и физике представляются сходными.
Классическая химия имела дело с вполне эмпирически наблюдаемыми процессами и явлениями, и химик мог считать, что он имеет дело непосредственно с самими атомами и молекулами, их определенными пропорциями (грамм-молями), образующими исследуемую химическую реальность, а теоретические концепты рассматривать как средства познания этой реальности. Это создавало почву для преобладания материалистических представлений в естественнонаучной среде. В квантовой, и особенно в квантово-компьютерной химии химическая реальность предстает как продукт математических исчислений, моделирования и выявления зависимостей между переменными, которые еще предстоит интерпретировать для определения их химического смысла. П.Дирак уже в 1929 году отмечал, что химия превращается в прикладную математику, а П.Ласло считает, что химия является наукой о материи лишь в «формальном смысле», это скорее игра ума, наподобие музыки. Влияние сторонников антиреалистического подхода в современной химии возрастает.
Среди философских проблем химии выделяются проблемы, связанные с интерпретацией основных принципов, законов и иных концептуальных образований, составляющих концептуально-теоретическое строение этой науки. Так, заметное внимание уделялось интерпретации таких базовых понятий классической химии как химический элемент, вещество и химическая связь в свете современной химии. Важную роль играют принципы химии, во многом совпадающие с принципами квантовой физики, например, принцип дополнительности Бора, принцип наглядности, проблемы их интерпретации. Проблемы концептуального строения химической наук, роли моделирования, эксперимента,концептуализации и визуализации составляют важный блок теоретико-методологических проблем современной химии.
Философские проблемы химии.
Химия — дисциплина, изучающая формы образования и превращения веществ за счет обмена молекул атомами. Все многообразие наличных вариантов вещества образовалось вследствие химических реакций. Хотя химические познания существовали уже в древности, иначе человек не мог бы дубить кожу, готовить пищу на огне, красить ткани и т. п., однако на научный уровень эти знания вышли лишь в Новое время. Как самостоятельная и системно организованная наука химия сложилась во второй половине XVIII в., что связано с работами прежде всего Р. Бойля и А. Лавуазье.
Долгое время в центре внимания химиков находились проблемы вещественного субстрата, его состава и свойств, свойств отдельных элементов, периодические проявления определенных качеств химических элементов (что отражено в таблице Д.И. Менделеева). Сегодня же в центре внимания химиков находится прежде всего не то, что превращается, а то, как происходят эти превращения, каков их механизм.
По своей природе химический процесс есть единство синтеза и распада. В нем все большую роль играют неопределенность, переходные состояния, так называемый активированный комплекс. Атрибутами такого комплекса можно считать принципиальную нестабильность, вариативное самодвижение. Разумеется, это приводит к росту внимания химии к проблемам времени, эволюции в ее разных формах, а также к синергетике.
Введение в современную химию методов математического анализа и программирования позволяет ученым осуществлять процессы предвидения, сознательного конструирования веществ с заранее заданными свойствами. Ясно, что это играет принципиальную позитивную роль в условиях довольно жесткой ограниченности ряда полезных ископаемых (нефть, цветные металлы и т. п.) и таких природных материалов, как хлопок, древесина, натуральный каучук.
Не менее сложным выступает процесс создания принципиально новых, не встречающихся в природе, материалов, зачастую с парадоксальными свойствами (например, сочетающими твердость в одном диапазоне условий существования и хрупкость — в другом диапазоне). Еще более сложной предстает задача создания принципиально новых веществ и материалов с направленным изменением свойств.
При этом в деятельности химиков-синтетиков особую роль играет знание не только элементного состава каких-то сложных веществ, но и их конкретной структуры, свойств. Ведь свойства воды, к примеру, отнюдь не сводимы к свойствам составляющих ее водорода и кислорода. А, скажем, для получения нового вида лекарства требуется синтез в среднем 10-20 тысяч исходных веществ! Поэтому сегодня в химических исследованиях заметно возрастает роль некоторых смежных дисциплин, позволяющих наиболее точно осуществлять прогнозирование свойств новых веществ (квантовая химия, биохимия, молекулярная генетика). Ясно, что здесь крайне важен анализ таких философских проблем, как соотношение количества и качества, определенности и неопределенности, проблема меры (Поликарпов В.С. Философия науки. Ростов-на-Дону—Таганрог, с. 135-142).
