Реферат: Формирование философского мышления
Введение
Формирование философскогомышления, диалектического взгляда на мир философских школ и направлений впроцесс непростой, многоплановый. Процесс этот очень сложный, так какформирование своего взгляда на мир невозможно без рассмотрений мировоззренийразличных различные исторические эпохи. Для решения этих задач можноиспользовать одну из важнейших отраслей науки и естествознания — химическуюнауку. В последние годы интерес к философским проблемам химии заметно возрос иэто не удивительно. Современная химия развивается стремительными темпами,плодотворно сотрудничая с физикой, математикой, биологией и другими науками.Роль химии в жизни и развитии общества очень велика. Химия очень тесно связанас производством материальных ценностей. Естествознание, в том числе ихимическая наука, начиная с давно известных положений и законов, и кончаясовременными сложными теориями, взаимосвязана с философией. [1]Бурный поток доставляемых химией новых знаний о вещах, вызывающий ломки прежнихпонятий, теорий обращает внимание исследователей и на природу химическихзнаний. Колоссальные достижения химической практики столь весомо и зримоощутимые в повседневной жизни вносят немало нового в общее миропонимание,существенно отражаются на состоянии взаимодействий общества с природой и тожеставят целый ряд вопросов философского характера.[2]Возникновение этих вопросов и их значение для развития химии и философиисвязаны прежде всего, с самим предметом, объектом химии и его ролью в жизничеловеческого общества, в практических и познавательных отношениях людей сприродой, в формировании мировоззрения.
Роль вещества и знаний овеществе в жизни общества, в трудовой деятельности людей, в их отношениях сокружающей природной средой, природа химических знаний, пути и средства ихформирования — вот та основа, на которой в конечном счете, и вырастаютфилософские вопросы химии; вопросы, для решения которых приходится выходить зарамки химии, ее понятий и методов в сферу вопросов об отношении материи исознания, природы и человека, в сферу общих представлений о мире, о законах егопознания. Вместе с тем добавляемые химией и химической производственнойпрактикой знания о природе, о вещах и растущая на этой основе власть людей надприродой всегда были богатейшим источником, питающим развитие философскогомировоззрения, развитие общих представлений о мире, о природе человека, егодеятельности, его мышлении, о законах познания, отражения действительности.[2]
Начиная еще с древних времени вплоть до наших дней в развитии научной, в том числе и химической, ифилософской мысли почти по всем направлениям бесспорно можно констатироватьпозитивный и безостановочный прогресс. Наука, включающая философию, и донынепродолжает повседневно углубляться и совершенствоваться. Теории и фактыхимической науки предоставляют нам конкретные доказательства научности основныхположений диалектики, и поэтому основной целью этого реферата является задачапоказать с помощью примеров основных положений науки (химии) и философиидиалектики как наука практически подтверждает или опровергает принципыфилософии, а также продемонстрировать роль философии в руководстве инаправлении в научных исследованиях во избежание практических ошибок итеоретических заблуждений.
Философские вопросы химии иих влияние на дальнейшее развитие химической науки.
Химия в содружестве сдругими науками и в тесном союзе с философией, дает обширный, фундаментальныйматериал для выработки у ученого научно-философских взглядов на природу иокружающий мир.
Известно, что практическиедостижения химии стали одним из важнейших моментов происходящейнаучно-технической революции, а масштабы производственно-химическойдеятельности людей стали весьма ощутимыми по своим воздействиям на природу иобщество. Стремительный рост химизации производства ставит ряд проблемфилософского и социологического характера. Экономическая, политическая,идеологическая, нравственная, эстетическая сторона развития химии и химизациипроизводства, их роль в прогрессе техники, производительных сил, в отношенияхобщества 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 этихвопросов.
Можно выделить три основныегруппы философских вопросов химии.
Первая из них связана собобщением того нового, что достигла химия в познании вещества, с выявлением того,как она обогащает общую научную картину вещества, природы, каковомировоззренческое значение сделанных открытий. Это онтологический аспектдостижений химии. Разработка этих вопросов позволяет выяснить, глубже понятьсущность тех или иных открытых химией явлений, увидеть их связи с другими — физическими, биологическими и прочими — явлениями, осмыслить их место в общейсистеме природы. Разработка этих вопросов необходима не только для выработкиобщего научного мировоззрения, соответствующего достигнутому уровню знаний оприроде, но и для корректировки дальнейших направлений химическогоисследования.
Вторую и самую обширнуюгруппу вопросов составляют вопросы гносеологические и методологические. В нихзатрагивается сама познавательская деятельность химика, ее логическийинструментарий, анализ развивающегося химического знания применяемых в химиипонятий, абстракций, методов исследования и т.д. Результаты познания,оформляясь в виде новых понятий, принципов, теорий, всегда становятся иинструментами дальнейшего познания. Раскрыть не только общуюестественнонаучную, мировоззренческую значимость новых знаний, но их значение вразвитии познавательного аппарата науки, их функционирования в роли орудий исредств познания — вот задача исследований методологической и гносеологическойстороны химии. Это вопросы в условиях бурного развития современной химии,растущей математизации, абстрактности знаний приобрели особую остроту изначимость.
Третья группа философскихвопросов химии — это вопросы, относящиеся к раскрытию социального аспектаразвития химии и химической практики. Это вопросы, связанные с превращениемхимии в производительную силу, связанные с тем, что вырабатываемые наукойпонятия становятся орудиями практической деятельности людей по преобразованиюобъективной действительности. Это вопросы, связанные и с тем, что изучаемыехимией вещества — не только загадочный предмет упорных научных исследований, нои то, жизненно нужно человечеству. Наличие или отсутствие тех или иных видоввещества, доставляемое химией умением переделывать вещество, управлять егосвойствами и превращениями, все это является существенным факторомобщественного развития и заметно отражается на различных сторонах жизниобщества.[2]
Конечно, деление философскихпроблем химии на указанные три группы довольно условно. Законы бытия,объективного мира и законы познания, мышления не есть нечто абсолютнонезависимое друг от друга, они едины, совпадают и в определенном смыслетождественны. Субъективная диалектика, диалектика понятий есть отражение диалектическогодвижения действительного, объективного мира.[3] Поэтомупервую группу вопросов (онтологический аспект) нельзя полностью оторвать отгносеологических проблем. Общая научная картина природы, вещества представляетсобой результат познания, она выражается в понятиях, в абстракциях и несет насебе печать гносеологической, методологической позиции исследователей и самавыступает, в свою очередь, орудием познания, базой для совершенствованияпознавательного аппарата науки, возникновения и решения, гносеологических иметодологических вопросов (например, для анализа сдвигов в структуре научнойтеории). Группа вопросов, касающихся социального аспекта химии, тоже не можетбыть полностью оторвана от гносеологических и онтологических. [2]
Разработка гносеологических,мировоззренческих проблем в науке всегда несет на себе печать идеологическойборьбы, социальных процессов своего времени. Мировоззренческое значение тех илииных достижений химии не ограничиваются только тем, что они дают данные дляуточнения общих представлений о природе. Место и роль химии и химическойдеятельности человечества в общей картине бытия полнее могут быть раскрыты лишьс учетом их социального аспекта, влияния на жизнь людей, на состояние отношенийобщества с природой.
Философские вопросы химии,как и всякой другой частной науки, не являются вопросами абсолютносамостоятельными, внешними по отношению к ней, вопросами, волнующими лишьотдельных любителей, стремящихся удовлетворить свою праздную любознательность.Можно без преувеличения сказать, что философские вопросы выступают как одна изнепременных составных частей в разработке научных и практических проблем химии.
Основные понятия химическойнауки, играющие значительную роль в формировании философского мышления.
2.1. Основнаяпроблема химии и способы ее решения.
Основная проблема химии — этоне только ее теоретический, но и исторический стержень, — это именноинвариантное ядро химии.
При формулировании основнойпроблемы химической науки связывает понятие вещества и химического превращения.Вещество — это предмет материального мира, которому при помощи химическогопревращения могут быть приданы те или иные требуемые свойства. Веществовыступает и в качестве материала в химическом производстве, и в качествеконечного продукта. Вещество оказывается также и побочным результатомхимического производства, загрязняющим окружающую среду. Разумеется,превращения вещества происходят в природе и независимо от человека. Изучениеэтих процессов сопряжено с воспроизведением их или им подобных в лабораторныхусловиях и затем на производстве, поскольку лучший способ понять сущностькакого-либо явления — это теоретическое обоснование и практическоевоспроизведение его. Жданов Ю. А., отмечая эту особенность человеческогопознания, пишет: “Свою химическую природу человек способен познать лишьпоставив между собой как познающим существом и собой как объектом исследованияобщественное производство, химическую технологию. Химическая технологияпреодолевает субъективность подхода человека к своей органической природе,создает основу для строгого и последовательного объективного рассмотренияпредмета.”.[4] Таким образом, с понятием “вещество” связаносоотношение теории и практики, специфическое для химии, и никакие теоретическиеисследования не могут заменить химику контакт с реальным веществом, достигаемыйв экспериментальной и производственной практике ученого.”.[5] Изаконы природы, открываемые химической наукой, существующие независимо отчеловеческого познания, проявляются в ходе активной преобразующей деятельностичеловека.
Важнейшей особенностьюосновной проблемы химии является то, что она имеет ограниченное и строгоопределенное число способов решения. Речь идет при этом не о частных методахизучения свойств вещества, — их превеликое множество, — а о самих общихспособах решения проблемы качественного разнообразия и качественных превращенийвещества, а в конечном итоге — о генезисе свойств вещества.
Забегая вперед можно сказать,что речь идет о зависимости свойств вещества всего лишь от четырех факторов:
· от его элементного и молекулярногосостава;
· от структуры;
· от кинетических факторов, в томчисле — природы сореагентов;
· от высоты его химическойорганизации.
Первый способ решенияпроблемы генезиса свойств вещества появился в древней натурфилософии. Этотспособ решения проблемы качественного разнообразия вещества можно изобразитьпоэтому общей схемой: субстанция акциденция
Отличительными чертами этогоспособа являются:
· умозрительность, приобретающаябольшую силу абстракции, но лишенная каких бы то ни было эмпирических основ;
· логическая дедукция, претендующаяна всеобщность объяснения, но вовсе не опирающаяся на критерий практики;
· выбор совершенно отвлеченногообъекта — “первоматерии”, или “субстанции”, наделеннойвсеобщностью, вместо вещества с его спецификой качественных изменений, — словом, все то, что характеризует натурфилософию, в недрах которой этот способвозник и развивался.
Уже отсюда легко понять, чтоэто была лишь первая попытка объяснения природы тел, и что она, по существу,ничего не могла дать производственной практике.
Второй способ решенияпроблемы происхождения свойств вещества появился во второй половине XVIIвека в работах английского ученого Р.Бойля. Преобразования в областипроизводства, происшедшие в эпоху Возрождения, наряду с прогрессивнымиизменениями в экономической и политической жизни, вызвали коренныепреобразования и в области естествознания. Одним из таких преобразованийявилось низвержение первого бесполезного для практики способа решения проблемыгенезиса свойств и появление нового способа с принципиально новым — экспериментальным — подходом к изучению природы.
Способ решения извечнойпроблемы причинной обусловленности свойств, или качественного разнообразия тел,стал выражаться, таким образом, посредством новой схемы: состав свойства
Этот способ положил началоэкспериментальной химии, определив ее как науку о составе веществили “наукуо химических элементах и их соединениях” (Д. И.Менделеев), которая и стала первым уровнем научных химических знаний. И несмотря на то, что наука о составе являлась преимущественно аналитической, онавместе с тем заложила основы представлений о законах соединения элементов в “сложныетела”, позволивших осуществлять уверенные действия пополучению новых веществ. На этом уровне развития химии появилась химическаятехнология основных неорганических веществ.
Третий способ решения основной проблемы химии был вызванпереходом от мануфактурной стадии капитализма с ее ручной техникой иограниченным кругом предметов труда к фабричной системе капиталистическогопроизводства, опирающейся на машинную технику и новую сырьевую базу. Появилсяновый способ решения проблемы генезиса свойств не только в зависимости отсостава, но и от структуры:
· структура функция (реакционнаяспособность)
· состав свойства
Этот способ стимулировалвозникновение целого ряда теорий в высокой степени общности и абстракции,необыкновенной эвристичности и практической ценности; эти теории положилиначало второй концептуальной системе — структурной химии. Поднявшись на новый,более высокий (по отношению к науке о составе) уровень знаний, химияпревратилась из науки преимущественно аналитической в науку главным образомсинтетическую. Период становления структурной химии историки называют “триумфальныммаршем органического синтеза”. На те требования развития производства, которыевызвали этот способ, химия уже в 1870-1890-х годах ответила получениемвсевозможных азокрасителей для текстильной промышленности, самых различныхпрепаратов для фармации, искусственного шелка для производственных и бытовыхнужд. На этом уровне развития химии возникла технология органических веществ.[6]
Химия изучает окружающий насмир объединяемым понятием материи (mater rerum — мать вещей),существующей вне и независимо от сознания человека. “… материя естьто, что, действуя на наши органы чувств, производит ощущение; материя естьобъективная реальность, данная нам в ощущении...” Материясуществует в форме вещества и поля. Частицы обеих форм материи обладают массой,энергией и характеризуются диалектическим единством корпускулярных и волновыхсвойств.[7]
Понятием “поля”оперирует физика. Поскольку химическую науку мы определяем как науку о вещах иих превращениях, то понятие вещей является фундаментальным понятием этой науки.
Употребление термина“вещество” в химии вполне правомерно, т.к. оно указывает на основную задачу,поставленную перед химией, производством и обществом, а именно на проблемуполучения веществ и материалов с требуемыми характеристиками. Эта проблемадвижет развитием как химической промышленности, так и химической науки.Промышленность решает ее непосредственно, перерабатывая природные вещества вформу, доступную человеческому потреблению. Химическая наука относится кпроблеме получения необходимых веществ с требуемыми характеристиками как кобъекту исследования, и ее в конечном итоге интересуют законы природы,управляющие свойствами и превращениями вещества в его наиболее широкомпонимании.
Химия нужна человеку преждевсего для получения из природных веществ по возможности всех необходимыхматериалов — металлов, керамики, стекла, топлива и т.д. Для этого химия должнаразрешить свою основную проблему: из каких химических элементов состоятвещества и каким образом следует осуществлять взаимные превращения веществ дляполучения необходимых материалов. Отсюда вытекают задачи химии — получениевеществ с заданными свойствами и выявление путей управления свойствамивещества. На достижение первой из них направлена производственная деятельностьчеловека, а второй — его познавательная деятельность.
Учение о строении вещества
На протяжении многих веков всознании человека господствовали натурфилософские представления об атомах, какмельчайших, неделимых, простейших по составу и неизменных “кирпичиках”вещества. Сначала химическая атомистика, как и атомное учение вообще,основывалась на представлениях о существовании лишь одного вида мельчайшихчастиц вещества — атомов, из которых образуются все тела окружающего мира. Напротяжении всей истории развития естествознания, правда, не раз высказывалисьмысли о том, что, помимо атомов, существуют и другие, более сложные частицы.Такие идеи развивались в работах Гассенди (который ввел и сам термин“молекула”), Бернулли, Ньютона, Бойля, Ломоносова и других. Но достаточноубедительного естественнонаучного обоснования эти взгляды не имели. Дальтон, сименем которого связано утверждение атомного учения в химии, тоже говорил обатомах и молекулах, но не придавал значения их качественному различию, считаямолекулы просто сложными атомами, а различия между ними лишь количественными.Развитие химии на базе идей атомизма доставляло между тем все больше и большефактов, показывающих, что предположение о существовании только одного видачастиц вещества — атомов совершенно недостаточно для объяснения многиххимических явлений.
Первоначально атомное учениепредполагало существование только одного вида мельчайших частиц — атомов, изкоторых образуются все тела окружающего мира. Но уже в самом начале развитияхимии на основе атомного учения оказалось, что для строго количественногообъяснения многих свойств представлений о “двухступенчатой” (атом — макротело)дискретной организации вещества явно недостаточно. Все более четким становилосьпредположение о существовании наряду с атомами еще одного вида частиц вещества- молекул — сложных микрочастиц, состоящих из двух или нескольких атомов.[8]
Четкое разграничение понятийатома и молекулы было закреплено в 1860 г. на Международном съезде химиков вКарлсруэ. На основе достижений химии в учении о веществе утвердилось, такимобразом, представление о существовании двух видов микрочастиц — атомов имолекул. Соответственно сложилось и представление о “трехступенчатой”организации вещества: атом — молекула — макротело. Все вещества (жидкие,твердые, газообразные тела) стали представлять состоящими из молекул, которые,в свою очередь, образованы путем химического соединения из неделимых,неизменных атомов. Общие представления о веществе поднялись на качественноновую ступень. Учение о дискретном строении вещества стало благодаря успехамхимии уже не атомным, а атомно-молекулярным. Это был большой шаг, скачок вразвитии химического и вообще естественнонаучного мышления, в выработке иконкретизации научной картины мира. Химические превращения вещества сталитрактоваться как процессы образования молекул из атомов, как процессыперестройки молекул.
Коренная ломка сложившихся в XIXв. воззрений на вещество была вызвана открытием электронов, открытием сложностиатомов, их делимости, их превращений (радиоактивность). Атом в XX в.предстал как сложная целостная система из более мелких частиц. Было раскрыто иучастие электронов в химических процессах, в образовании химических связеймежду атомами в молекулах.
Но открытием более мелких,чем атомы, частиц вещества (атомных ядер, “элементарных частиц”), открытиемсложности и делимости атомов, их изменчивости не исчерпываются последниедесятилетия изменения в химической атомистике и в общих представлениях одискретном строении вещества. История химии за столетие со времени оформленияатомно-молекулярной теории свидетельствует о том, что молекулы — это была лишьпервая ступенька на пути выявления химией качественного многообразия дискретныхформ вещества и раскрытия внутреннего механизма его превращений. В ходеразвития химических исследований, вооруженных идеями атомно-молекулярногоучения, еще в прошлом веке были открыты и другие виды химических частиц.[2]
Уникальным и принципиальноновым явлением в развитии атомистических представлений были труды М. В.Ломоносова, осуществившего дедуктивный или даже своеобразныйгипотетико-дедуктивный синтез этих представлений с учением о химическихэлементах в рамках логистики. Концептуальной основой такого синтеза явились:
· корпускулярные представления остроении вещества;
· кинетическая теория теплоты;
· закон сохранения вещества идвижения.
В суждениях о химическомсоставе тел, их свойствах и превращениях Ломоносов использовал корпускулярнуютеорию для объяснения фазового перехода твердых тел в жидкость и обратно,взаимодействия разных жидкостей при разных температурах и, наконец,Воздействия теплоты на физические и химические явления. Решение всех этих задачон осуществлял с единых позиций своей “корпускулярной философии”, сущностькоторой можно свести к следующим положениям [6]:
· все тела вне зависимости отагрегатного состояния имеют дискретное строение, они состоят из “корпускул”, т.е. молекул, которые в свою очередь, составлены из “элементов”, или атомов;
· корпускулы могут быть однородными,или простыми, когда они состоят из одних тех же элементов, и разнородными, илисложными, когда они представляют собой соединение разных элементов;
· “теплота не зависит отсосредоточения постоянной материи, а есть некое состояние тела” [9] идалее — теплота твердого тела “состоит во внутреннем вращательном движении(частиц) связанной материи”[9], теплота жидкостей и газов обусловлена каквращательным, так и линейным движением их частиц; “корпускулы от большойстепени теплоты отделяются друг от друга и даже рассеиваются”.[9]
· явление перехода из одного агрегатногосостояния в другое, так же и растворение, сопровождаются поглощением иливыделением теплоты и обусловлены перемещением корпускул;
· химические превращения телобусловлены “изменениями, происходящими в смешанном теле”[9], т. е. изменениемэлементарного состава.
Рассматривая историювозникновения развития понятия молекулы, нельзя не обратить внимание на тообстоятельство, что по данному вопросу в химии переплетались и боролись дветочки зрения. Первую можно назвать аналитической: она рассматривала молекулукак элементарную единицу состава тела. Вторая признавала за молекулойсамостоятельное существование в качестве реальной структурно — кинетическойединицы материи.[10]
Периодическая система и законД. И. Менделеева и его значение
Имя и труды Менделеевапользуются мировой славой. Периодический закон, открытый Менделеевым,сопутствует каждому химику любой страны на всем протяжении его деятельности.Этот закон является могучим обобщением и орудием анализа огромнейшего арсеналахимических знаний, накопленного человечеством и сильно обогащающегося с каждымгодом.
Периодический закон послужили продолжает служить путеводной звездой для тысяч новых исследований итворческих исканий в области химических, физических, геологических, техническихи других наук.
Периодический законпринадлежит к числу тех законов природы, открытие которых влечет за собоймногочисленные и разнообразные следствия и приложения и творческое развитие ихвширь и вглубь.
Д. И. Менделеев обратилвнимание на то, что у всех элементов, при всем их различии, есть нечто общее;это — их масса, выраженная в атомном весе. Каждый элемент обладает своиматомным весом; например, у хлора он равен 35,5, у натрия — 23,0 и т.д. Значит,заключил Менделеев, все элементы можно сравнивать между собой по их атомномувесу. А так как все элементы обладали общим свойством — атомным весом,Менделеев расположил в один ряд в порядке возрастания атомного веса уэлементов. Первое место занял самый легкий элемент — водород, за ним шелнемного более тяжелый — литий, потом еще более тяжелые элементы и так до самыхтяжелых, которыми заканчивался весь ряд. Когда после этого Менделеев посмотрел,как расположились отдельные элементы в общем ряду, то обнаружил замечательноеявление. Оказалось, что элементы с одинаковыми химическими свойствамиповторяются периодически, через 7 или 17 мест. Так, например, после щелочногометалла лития через 7 элементов снова появляется щелочной металл натрий, а ещечерез 7 элементов — тоже щелочной металл калий; затем период становитсядлиннее: щелочной металл рубидий стоит на 18-м месте после калия, цезий — на18-м месте после рубидия. Та же правильность обнаружилась и у других элементов,например, у галоидов: на 8-м месте после фтора стоит хлор, на 8-м после хлора — бром, на 18-м месте после брома — йод. Заметив это, Менделеев разделил весь рядэлементов на части (периоды) и поместил один период под другим — так, чтобыхимически сходные элементы попали в один вертикальный столбец и стояли друг поддругом; в результате получилась таблица, в которой элементы располагались впорядке возрастания их атомного веса, причем элементы с одинаковыми свойствамипериодически повторялись на одном и том же месте от начала или от конца каждогопериода.[11]
Таким образом, в пределахкаждого периода химический характер элементов из резко выраженногометаллического постепенно превращается в такой же резко выраженныйнеметаллический, а затем скачком, через недеятельный газ, снова возвращается крезко выраженному металлу, которым начинается новый период. Соответственноэтому, по мере роста атомных весов, наивысшая валентность по кислородупоследовательно увеличивается в пределах каждого периода: она равна 1 ущелочного металла, 2 — у щелочно-земельного металла и т.д. до галоида, укоторого она равна 7. После этого она внезапно падает до нуля у недеятельногогаза, который вообще неспособен к химическому соединению, а затем снованачинает расти от 1 до 2, до 3 и т.д. до 7, после чего снова падает до 0. Такимобразом, в то время как атомные веса растут непрерывно, валентность сначалаувеличивается от 0 до 7, а затем падает до своего исходного значения; такоеизменение совершается периодически, несколько раз на протяжении всейменделеевской системы; подобно этому и соответственно этому периодическинесколько раз совершается переход от металлических свойств элементов кпротивоположным им неметаллическим свойствам; после недеятельного газаметаллические свойства появляются снова, а затем вновь также постепеннопроисходит переход к неметаллическим свойствам.
Вот как определяет смыслпериодического закона сам Менделеев в своей замечательной книге “Основы химии”:“… Если все элементы расположить в порядке по величине их атомного веса, тополучится периодическое повторение свойств. Это выражается закономпериодичности: свойства простых тел, также формы и свойства соединенийэлементов, находятся в периодической зависимости (или, выражаясь алгебраически,образуют периодическую функцию) от величины атомных весов элементов”.
Исходя из того, что свойстваэлементов меняются так же закономерно, как и атомные веса, Менделеев напередвычислил предполагаемые свойства не открытых еще элементов; он предсказал,таким образом, не только то, что должны быть открыты новые элементы, но и то,какими свойствами они будут обладать. Более того, он предсказал даже и то,каким способом, вероятнее всего, будут открыты эти никем еще доселе не виданныеи даже не ожидаемые элементы. Эти предсказания были сделаны в 1871 г. В товремя, пожалуй, никто из химиков не отнесся серьезно к открытию Менделеева.“Поживем, увидим”, — говорили скептики.
Вскоре последовали новыезамечательные подтверждения предсказаний Менделеева. Были открыты элементыскандий и германий, наперед описанные Менделеевым. Оправдывались всепредложенные Менделеевым изменения атомных весов. Теперь периодический законполностью был доказан; более того, он совершил триумфальное шествие в мировойнауке. Имя великого ученого, открывшего этот закон, было заслуженно вписано водин ряд с именами величайших ученых мира всех веков.
Далее, Менделеев показал, чтокачественная химическая характеристика каждого элемента зависит отколичественной характеристики его важнейшего свойства — атомного веса;постепенное нарастание атомного веса в ряду элементов каждый раз приводит ккачественному изменению, обусловливая переход от одного элемента к другому,причем этот переход происходит не плавно, не постепенно, а резким скачком,путем перерыва постепенности. На этот по существу диалектический характеризменений свойств элементов, расположенных согласно периодическому закону,много раз обращал внимание сам Менделеев.
Все богатство диалектическихсвязей и переходов, скачков и противоречий, заключенных в периодическойсистеме, было открыто Менделеевым, хотя сам Менделеев не был сознательнымдиалектиком-материалистом, а применял диалектику бессознательно, стихийно. Темне менее, именно фактическое применение диалектического метода позволилоМенделееву открыть периодический закон, построить систему элементов и сделатьсвои замечательные предсказания, обессмертившие его имя. Менделеев исходил изубеждения, что количественные изменения свойств растут строго закономерно,каждый раз обусловливая собой качественные изменения элементов (т.е. “переходя”в качество).
Периодический закон вместе спостроенной на его базе системой Менделеева является фундаментальным закономприроды, которому подчиняются строение, свойства и поведение атомов иэлементов, их рождение, их жизнь, их гибель. Поэтому-то смысл отдельныхфизических открытий, касающихся атомов, становится понятным только после того,как эти открытия приводятся в связь с законом Менделеева, освещаются им, какпрожектором.[11]
Химическая связь и строениемолекул вещества.
Атомистические воззрениявозникли первоначально на Древнем Востоке, в античных Греции и Риме.Первоначально атомное учение предполагало существование только одного видачастиц — атомов, из которых образуются все тела окружающего мира. Учение обатомах является учением о прерывистом дискретном строении материи. Это учениевыступало как материалистическое учение. Поэтому борьба вокруг него отражалапрежде всего борьбу между материализмом и идеализмом в науке. При этомматериалистическое течение здесь исходит из тезиса, согласно которому атомыматериальны, существуют объективно и познаваемы. Идеалистическая позиция выражаетсяв отрицании реальности атомов, в объявлении их средством систематизации опытныхданных, отрицании их познаваемости.[7]
Английский ученый Дальтон,введя в химию в начале ХIХ века понятие об атомах, в сущности применил к учениюо веществе старые атомистические воззрения, возникшие еще в древней — индийскойи греческой — философии за много лет до нашей эры. Согласно атомному учению,вещество дискретно, т. е. состоит из мельчайших невидимых и неделимых частиц — атомов. Все свойства вещества зависят от расположения, взаимодействия,перемещения атомов.[8]
Атомистика Дальтонаосновывалась на обширном эмпирическом и теоретическом материале, накопленном внауке к началу XIX века. Назначение ее состояло в том, что при помощипредставлений об атомах разных элементов и о простейших способах их объединенияв молекулы объяснить дискретность химических отношений, скачкообразностьперехода от одного соединения с неизменным составом к другому соединению с инымтакже постоянным составом. Сущность атомистики Дальтона можно выразить вследующих положениях:
· все вещества состоят из громадногочисла чрезвычайно малых частиц или атомов;
· одним из свойств атомов являетсяих полное тождество в одном и том же простом веществе, т.е. все атомы одного итого же химического элемента тождественны друг другу;
· важнейшим свойством атомов,наличие которого объясняет все стехиометрические отношения, является атомнаямасса;
· атомы разных элементов способнысоединяться друг с другом по закону наибольшей простоты (один атом А с одним,двумя, тремя или четырьмя атомами В) и образовывать “сложные атомы” (такДальтон называл молекулы);
· атомная прерывность строениявещества служит основой дискретности всех химических отношений.[6]
Центральным узловым пунктом всистеме атомно-молекулярной химической теории стало также понятие о молекуле. Более чемдвухвековой период формирования представлений о молекулах как индивидуальныхформах дискретности вещества, их составе и строении, сопровождался непрерывнойборьбой между метафизическим и диалектическими методами мышления. На основе егоили в тесной связи с ним сформировались и другие важнейшие химические принципыи понятия (например, химическое соединение, химическое строение, валентность,химическая связь и т. д.). Наименьшая частица вещества (химического соединения), сохраняющая его основные свойства, — вот чем считалась молекула. Такоеопределение основывается на представлении о том, что молекула — универсальнаямикроформа существования химического соединения атома и что все сложные вещества(химические соединения) как макротела состоят из молекул. Этот принципуниверсальности молекулярной формы вещества — один из важнейших в атомномолекулярной химической теории, где исследование химических превращенийвещества выступало как исследование изменений молекул.[2]
Вместе с понятием о молекулекак сложном, целостном образовании, качественно отличным от атомов, в химию и втеоретическое мышление химиков вошел и новый принцип подхода к изучениювещества Это структурный принцип — положение о том, что свойства веществазависят не только от элементарного состава, но и от строения, т. е. от того,какова организация, упорядоченность взаимодействия элементарных частей всистеме целого. В старой атомистике свойства вещества ставились в зависимостьлишь от его состава — природы и количественного соотношения образующих егоэлементов (атомов). Чем отчетливее осознавалась в химии необходимостькачественного различения атомов и молекул, тем яснее становилось и значениесуществования устойчивой упорядоченности отношений атомов в системе молекулыкак единого целого, упорядоченности, особой для каждого вида молекул.[2]
Структурный принцип получилсамое яркое выражение в разработанной А. М. Бутлеровым теории химическогостроения, Основанной на представлении о связи свойств каждого вида вещества ссуществованием устойчивого порядка химических взаимодействий атомов в молекулахданного вида. Принцип структурного подхода занял с тех пор прочное место варсенале познавательных средств химика и методов химического научного мышления.
Поскольку организациявещества в атомно-молекулярной теории представлялась трехступенчатой:атом-молекула-макротело, то логически последовательное поведение структурногоподхода предполагало бы, с одной стороны, исследование того, как свойства веществазависят от внутреннего строения его молекул, а с другой — раскрытие зависимостисвойств вещества от структуры самих макротел, от взаимодействий молекул в массевещества.[2]
Пока в химии еще не сложилосьчеткое различие атомов и молекул и понятие о химическом строении, химическиепревращения рассматривались преимущественно как изменения состава, изменениеколичественного и качественного соотношения атомов в составе вещества.
Другой известный русскийученый В. В. Марковников отмечал, что закономерность о взаимном влиянии атомовв молекуле нельзя вывести на основе положений механики, а процесс надорассматривать глубже. “Во взаимном влиянии атомов в молекуле мы видимпроявление одного из законов диалектики, закона всеобщей взаимосвязи предметови явлений природы. В сфере химических отношений этот закон выступает всвоеобразных, специфических формах; с одной стороны, он охватываетмежмолекулярные взаимодействия, с другой — отношения атомов внутри молекулы.”[10]
Такое диалектическоепонимание молекулы позволило Бутлерову объяснить явление изомерии и предсказатьсуществование неизвестных органических соединений, которые в дальнейшем былиполучены на практике…
Теория химического строенияоткрыла путь к познанию химических функций (или реакционной способности)отдельных структурных фрагментов молекул. Она могла предсказать и объяснитьсущественно различную реакционную способность отдельных атомов Н, Сl, Ои отдельных связей С-Н, С-Cl, О-Н и т. д.
Это означает, что теорияхимического строения выяснила генезис химического свойства вещества какмакротела посредством изучения взаимного влияния атомов в молекуле и выясненияреакционной способности отдельных ее структурных фрагментов. Понятие свойстврасчленялось, таким образом, на два понятия: химических свойств макротела иреакционной способности и отдельных структурных элементов, и всей молекулы вцелом, и вещества как совокупности молекул. Отсюда следует, что теорияхимического строения позволила перейти к новому способу научного познанияхимических объектов: к выяснению причинной обусловленности формирования веществчерез функции его структурных элементов. Исследования показали, что образованиехимической связи может происходить путем непрерывного перераспределениявалентных электронов, а не только путем полного разрыва исходных связей междуатомами. Короче говоря, диалектическое единство дискретности и непрерывностивсе громче заявляет о своем существовании, и теперь встает вопрос об отказе отодносторонности традиционного чисто дискретного подхода, об учете моментанепрерывности в химических явлениях.[12]
Современные представления остроении атома позволили по новому объяснить структуру вещества и многиеприродные явления, способствовали дальнейшей разработке научной картины ипоэтому имеют большое философское значение.[13]
Химическое превращение естьглавная задача химии.
“Химическое превращение,химическая реакция есть главный предмет химии”(Н. Н. Семенов). Следовательно,важнейшая задача химии — выяснить строение вещества, зависимость свойстввещества от строения получение вещества с заданными свойствами и выявлениерациональных путей управления химическими процессами.[11]
Знания в практическойдеятельности человека являются своего рода инструментом, духовным орудиемпреобразования вещества, преобразования мира.
Знания обеспечивают умениепридавать веществам нужные свойства и сдерживать или устранять действиевредных. Они неизмеримо расширяют власть над веществом. Достичь этого, отыскатьскрытые механизмы превращений вещества, овладеть средствами этих превращенийвсегда было страстным стремлением людей, как бы не изменились их представленияо природе, о характере этих средств.[8]
Обнаруживается прямая связьмногих свойств вещества с определенным типом конструкции молекул (кольцо,простая цепь, цепь с ответлениями и т. д.), с наличием в молекулах определенных“строительных деталей”, состоящих из отдельных атомов или групп атомов. Когдаодин вид вещества превращается в другой, происходит перестройка молекул,меняются число, характер строительных деталей и сам порядок их соединения.Изменения вещества и его свойств связаны с изменением состава перестройкойконструкции молекул.
Такое понимание превращенийвещества внесло существенные коррективы в избранное на основе атомного учениянаправление исследования. Раз свойства вещества зависят не только от егосостава., т. е. от количественного и качественного соотношения атомов, но и отстроения, от того, как, в каком порядке эти виды атомов связаны друг с другом,как взаимодействуют, — значит, необходимо выяснять особенности строения, егосвязь со свойствами вещества. Только раскрыв это, можно было надеяться насознательное управление преобразованиями вещества.[8]
Пока в химии еще не сложилосьчеткое различие атомов и молекул и понятие о химическом строении, химическиепревращения рассматривались преимущественно как изменения состава, измененияколичественного и качественного соотношения атомов в составе вещества. ЕщеГегель характеризовал химию как науку о качественных изменениях тел,происходящих под влиянием изменения количественного состава.[14]
На базе атомно-молекулярногоучения и отвлечения от различий микро- и макроформ вещества сложилось новоепредставление о сущности химического движения материи как процессов превращениямолекул. В химических превращениях вещества изменяются (образуются,перестраиваются, разрушаются) молекулы, изменяется их атомный состав истроение, атомы же при этом остаются неизменными — такое понимание сущностихимизма стало господствующим.[2]
Исследование строения атомов,законов связи их строения со свойствами вещества, как и исследование строениямолекул, открыло широкие перспективы перед сознательным управлениемпреобразованиями вещества, причем еще более глубоком, чем химическиепревращения, уровне. Человек научился не только перестраивать химическиесоединения атомов и изменять связанные с химическим строением свойствавещества; ему стало доступно управление свойствами, обусловленнымивнутриатомным внутриядерным строением. Важнейшим руководящим прнципомпрактических действий стал проверенный и отлично зарекомендовавший себя впрактике управления химическими превращениями структурный принцип: чтобыизменить в желаемом направлении свойства атомов, надо изменить их состав истроение. [8]
Основоположником учения оведущей роли непрерывности по отношению к дискретности химической организациивещества был К. Л. Бертолле. Еще в 1801 г. он опубликовал итоги проведенных имисследований, в которых изложил основные положения своего учения. Положения этисводятся к следующему:
· эффект химического действиявеществ определяется двумя факторами: а) взаимным сродством этих веществ и б)массой реагирующих веществ. Произведение силы взаимного сродства на массуреагирующих веществ Бертолле назвал химической массой;
· в подавляющем большинствехимических процессов — реакция обмена — одна составляющая часть веществавытесняет другую не только благодаря большей силе своего сродства, но иблагодаря большей массе, взятой в реакцию. Если бы отсутствовал фактор (б), товсе реакции были бы направлены в одну сторону — в сторону вытеснения болеесильным реагентом более слабой составной части. Например, чтобы получитьазотную кислоту из ее солей, обычно применяют серную кислоту как более сильнуюв сравнении с азотной. Но Бертолле доказал, что возможна и обратная реакция,для чего следует только изменить соотношение действующих масс и условияреакции;
· химические реакции являются впринципе обратимыми. Степень обратимости зависит от действующих масс и условийпроцесса. Большинство реакций является обратимыми. Обратимые химические реакциипредставляют собой единство двух противоположных реакций — прямой и обратной.Единство и взаимодействие этих противоположностей составляет одно изпротиворечий любого обратимого химического процесса.
· все вещества состоят из мельчайшихчастиц, взаимодействие которых в зависимости от факторов (а) и (б) приводит ких объединению в частицы больших размеров (реакции присоединения) или кперегруппировке (реакции обмена);
· состав образующихся соединенийзависит также от факторов (а) и (б) и в общем случае должен быть переменным,что особенно характерно для растворов и сплавов.[6]
Химию можно определить какнауку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиесяизменением состава и структуры. Химический процесс сопровождается изменениемсостава веществ, их структуры и обязательно энергетическими изменениями вреагирующей системе. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов,сопровождающаяся разрывом химических связей в исходных веществах и образованиемхимических связей в продуктах реакции. Вследствие взаимосвязанности формдвижения материи и их взаимопревращаемости в результате химических реакцийимеет место превращение химической энергии в теплоту, свет и др.[15]
Химические реакции — этопревращение одних веществ (реагентов) в другие (продукты реакции), отличающиесяот исходных составом, строением и свойствами. Но при переходе от одних веществк другим в процессе превращения в реакции может присутствовать переходноесостояние. В нем имеет место протекание таких противоположных процессов, каксоединение и распад, разложение и синтез, ассоциация и диссоциация. Именно впереходном состоянии наиболее отчетливо находят свое проявление единствопрерывного и непрерывного в химической форме движения материи. В процессе химическойреакции меняется взаиморасположение реагентов, перестраивается химическая связь(электронные орбитали). Разрываются связи в исходных веществах и образуютсяновые связи в продуктах реакции. При этом реакция протекает с выделением илипоглощением энергии в зависимости от соотношений энергией разрыва и образованиясвязей.[11]
С количественной стороныреакция может характеризоваться объемными или весовыми соотношениями междуреагирующими веществами, их концентрацией, скоростью процесса и т.д.Качественные и количественные характеристики любой реакции находятся внеразрывной связи. Поэтому, зная закономерности такой взаимосвязи, можноконтролировать процесс, управлять им, что широко используется на практике.
Знания, накопленные впроцессе изучения химических реакций, а также учение о химической связи истроении вещества обогатили и углубили представления человека о диалектикеприродных явлений и этим способствовали совершенствованию научной картины мира.[16]
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Союз химии и философии имелместо на протяжении всей их истории. Будучи составной частью в историиформирования общей естественнонаучной картины мира, история познания химическихсвойств вещества, история практического овладения им, тесно переплеталась систорией развития отношения человека с окружающим миром, с историей познанияматериальной и духовной стороны этих отношений. История химии убедительносвидетельствует о том, что многие крупные представители этой науки отличалисьвысокой философской, гносеологической культурой и в той или иной мере всегдапроявляли интерес мировоззренческой, методологической и социальной сторонеразвития химии, а характер и уровень их философской позиции всегда отражался внаправлениях, методах и результатах их исследований.
Вопросы общегомировоззренческого характера и вопросы, касающиеся законов познания, особеннотесно вплетены в повседневную деятельность химика. Химическая наука находитсясейчас на пороге грандиозного взлета. Ей предстоит выяснить процессыобразования минералов земной коры, химических соединений на других планетах извездах, проникнуть в самые тайники биохимических превращений, вооружитьпромышленность, сельское хозяйство, здравоохранение новыми синтетическимипрепаратами. Те успехи, которые одерживала химия в познании природы, явилисьрезультатом тесного единства в развитии химической теории и практики.
Развитие химии убеждает внеобходимости дальнейшего углубленного изучения механизмов научного мышленияхимиков, его “технологии”, его особенностей на разных этапах химической науки.Гносеологический анализ познавательной деятельности химика, его абстракций,моделей, применяемых методов упрощения и идеализации важен в первую очередь длясамих химиков.
Недостаточное пониманиедействия и природы средств познания, их происхождения и возможностей обычнооказывается причиной методологических ошибок в исследованиях и выводах,беспомощности перед натиском метафизических и идеалистических спекуляций нагносеологических трудностях при замене одних абстракций на другие, приводит кнапрасной трате научных сил и материальных средств.[2]
В заключение можно сказать,что философские вопросы химии не являются вопросами, без решения которых этанаука может быстро и успешно развиваться. Эти вопросы так или иначе выступаюткак одна из составных частей и в разработке конкретных научных проблемсовременной химии, прежде всего ее больших теоретических проблем, и вповседневной деятельности химика по добыванию новых знаний о веществе, попреобразованию веществ природы в жизненно нужные людям материальные блага.