Юридическая
консультация:
+7 499 9384202 - МСК
+7 812 4674402 - СПб
+8 800 3508413 - доб.560
 <<
>>

  Вещество как предмет химии

  Из сказанного выше, однако, не следует, что вопрос о предмете химии лишен смысла[146]. Можно утверждать, что химию и физику отличают не фрагменты природы, которые изучают эти науки, а способы познания, способы видения мира.
Предмет химии, как и предмет любой другой науки, — это не природа «до человека и без человека». Этот предмет формируется в ходе практической деятельности человека, включающей в себя в качестве составной части научную деятельность. В результате предмет приобретает характер задачи, решаемой данной наукой. Эта задача модифицируется и развивается, но она сохраняется, поскольку дан- I тя наука сохраняется в структуре естествознания.
Химия известна своей глубокой связью с промышленностью, с технологией. Эта связь более сильная, чем связь с промышленностью физики. Последнее следует хотя бы из того факта, что существует химическая промышленность, но нет физической промышленности. Здесь нужны оговорки и уточнения. Существует, например, промышленная электроника, радиопромышленность и т.д. Следовательно, такие области, как радиофизика, квантовая электроника, не удалены от промышленных разработок. Все же вовлеченность в промышленность — это не то, что объединяет между собой различные области в физику как науку. В то же время «часто говорят, что химия является и наукой, и производством. А под термином «большая химия» обычно подразумевают ту область химической индустрии, которая производит многотоннажную продукцию»[147].
Отмечая взаимосвязь и в то же время дистанцированность физики и технологии, известный советский физик, основатель санкт-петербургского Физтеха А.Ф. Иоффе назвал физику «техникой будущего»[148]. Физика имеет огромное прикладное значение, подчеркивает тем самым Иоффе, но она включает теоретические и даже абстрактные исследования, прикладное значение которых проявляется лишь в исторической перспективе.
Принцип «физика — техника будущего» был выдвинут Иоффе в 1936 г. в ответ на призывы, исходящие от советского руководства, соединить науку и производство. Иоффе не возражал против приближения теории к практике, но призывал учитывать специфику физики как науки. Примерно в те же годы Н.Н. Семенов (1896—1986), основатель Института химической физики, будущий Нобелевский лауреат, говорил о химии как о «науке и производстве». «Основным и наиболее характерным предметом химии как науки и как производства, — утверждал он, — являются процессы получения из определенных веществ (сырья) новых веществ (продуктов), обладающих существенно новыми свойствами»[149].

Семенов упомянул в качестве связующего звена, соединяющего химическую науку и химическое производство, вещество. Вещество (близкие понятия — «материя», «субстанция», «тело» и т.д.) — это природные объекты, вещи, взаимодействующие с человеком, удовлетворяющие его потребности, проявляющие по отношению к нему широкое разнообразие свойств, среди которых есть полезные, вредные, нейтральные. Вещество — это сырье, продукт, полупродукт (промежуточный продукт) производства, 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.
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. Книги по физике содержат главы «Тепловые свойства вещества», «Строение вещества» и т.д. В статье «Вещество», написанной для Большой советской энциклопедии, известный советский физик, послевоенный президент АН СССР, С.И. Вавилов утверждал, что вещество образуют частицы, обладающие отличной от нуля массой покоя. Таким образом, Вавилов исходил из того понимания вещества, которое существует в физике элементарных частиц.
Химия и физика, познавая вещество, ставят разные акценты. Физику в основном интересуют общие свойства вещества, химию — индивидуальные и особенные. Физику вещество интересует с точки зрения его внутреннего строения. Выясняя внутреннее строение вещества, физика приходит к весьма общим теориям — квантовая механика, квантовая теория поля. Физика также рассматривает свойства макроскопического вещества — теплоемкость, магнетизм, магнитную восприимчивость и т.д. Эти свойства интересуют и химию. Но ее интересуют не эти свойства сами по себе, а скорее комплексы свойств (физических, химических, физико-химических, экологических), характеризующие некий химический индивид — химический элемент или химическое соединение. В принципе, химия идет еще дальше в индивидуализации вещества. Ее, 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 химию привлекают не только индивидуальные вещества, но и индивидуальные химические реакции (предмет химической кинетики). «Минимальное описание кинетической системы включает установление необходимой и достаточной информации, позволяющей в каждый данный момент времени построить подобную же систему, имеющую идентичные свойства... При изучении каждой частной системы исследователь обычно начинает с попытки выделить индивидуальные факторы, влияющие на скорость реакции»1.
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, маятник, качающийся на длинной нити, планета, совершающая орбитальное движение вокруг Солнца, рассматривают-
' Бенсон С. Основы химической кинетики. М., 1964. С. 13, 18.

си как материальные точки, т.е. за ними закрепляются только их масса и положение в пространстве и времени. Не менее известна другая идеализация — твердое тело (или абсолютно твердое). Здесь, кроме того, фиксируются размеры и форма тела. Черным телом (или абсолютно черным) называют тело, которое при любой температуре полностью поглощает падающее на него излучение (реальные черные тела, скажем сажа, не являются таковыми, ближе всего к черному телу приближается небольшое отверстие в замкнутой полости, стенки которой поглощают свет).
В свою очередь, химия стремится к более «мягким» идеализациям и схематизациям. Обычно химические идеализации удерживают множество свойств, из которых выделяется одно, которое служит базисом идеализации, ее «визитной карточкой», идентификатором. По этому свойству такая идеализация отличается от других идеализации . Тем не менее химические идеализации всегда открыты для уточнения, коррекции. При этом может пересматриваться свойство, составляющее базис идеализации. Важно, однако, чтобы сохранялась преемственность: каждый раз при таком пересмотре должно сохраняться большинство свойств, составляющих данную идеализацию.
Сказанное станет понятным, если рассмотреть несколько примеров. Начнем с обычной химической идеализации: кислота[150]. Кислотой называют вещество, обладающее кислым вкусом (англ. acid происходит от лат. acidus — «кислый»), разрушающее такие металлы, как цинк и железо, но не действующее на медь и драгоценные металлы, нейтрализующее основания (щелочи). По предложению А.Л. Лавуазье (1743—1794), теоретической характеристикой кислоты служило содержание в веществе кислорода. По мере развития химии водных растворов становилось, однако, ясным, что более характерной составной частью кислот является водород. Так, например, 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. В дальнейшем Й. Брёнстед (1879—1947) определил кислоту как вещество, являющееся донором протона в реакциях с основаниями. Между тем эксперименты в неводных растворителях и даже многие реакции в водных системах требовали дальнейших обобщений. Одно из таких обобщений было выдвинуто Г. Льюисом (1875—1946), который определил кислоту как вещество, способное адаптировать пару электронов с образованием ковалентной связи.
Кислота выше определялась как вещество, имеющее кислый вкус, разрушающее цинк и железо и т.д. Но кислотой в смысле Льюиса может быть обычная вода, взаимодействующая, например, с CN~. Та же вода, взаимодействующая, скажем, с Си2+, будет, по Льюису, основанием.

Вода не имеет кислого вкуса, она не разрушает цинк так, как разрушает обычная кислота. Но, как всякая кислота, она взаимодействует с основанием, производя кислотно-основной комплекс. Образование этого комплекса — аналог того, что ранее понималось под нейтрализацией.
Понятия основания в теориях Льюиса и Брёнстеда совпадают. Однако понятие кислоты в теории Льюиса значительно шире. К кислотам, по Льюису, относится, например, протон, поскольку эта частица легко присоединяет пару электронов. Протонные кислоты рассматриваются Льюисом как продукты нейтрализации протона основаниями. Например, по Льюису, соляная кислота представляет собой продукт нейтрализации протона Н+ основанием С1_.
Не менее важная химическая идеализация — металлы. Это ковкие и тягучие вещества, отличающиеся специфическим металлическим блеском, способные хорошо проводить электричество и тепло.
С металлами работали еще алхимики. В алхимии появилось обобщение о невозможности получить металл из неметалла. В теории флогистона (первая половина XVIII в.) металл представлялся как сложное вещество, состоящее из окалины и носителя горючести и металличности — флогистона. Кислородная теория Лавуазье перевернула эти представления: металлом стали называть простое вещество, а окалина стала трактоваться как химическое соединение, состоящее из металла и кислорода. Однако осталась проблема, какие металлы суть действительно простые вещества, а какие — химические соединения. Дело в том, что ряд веществ, известных как металлы и отвечающих вышеупомянутым признакам (ковкость, тягучесть и т.д.), реально являются химическими соединениями (например, железный колчедан — в современных обозначениях FeS2). Эта проблема решалась по мере классификации химических элементов. Сейчас металлы отделяют от неметаллов по электронному строению их атомов. Важным отличительным признаком металлов служит высокое координационное число, которым они обладают в кристаллическом и жидком состоянии'. Но все эти теоретические характеристики вводятся с оглядкой на эмпирические признаки, упомянутые выше (ковкость, тягучесть, высокая теплопроводность и т.д.).
Центральной идеализацией химии (и одновременно центральным понятием этой науки) является химический элемент. Во многих учебниках можно прочитать, что элементом в химии называется вещество, атомы которого имеют один и тот же фиксированный заряд ядра. Но элемент в химии характеризуют не только зарядом ядра, но и множеством наблюдаемых свойств — в первую очередь способностью образовывать те или иные ряды соединений. Элемент также характеризуется свойствами со- ответствующего простого вещества, вещества, состоящего только из атомов данного элемента. Заметим, однако, что простое вещество — это тоже идеализация. Абсолютно чистых веществ не бывает, и различают аналитически чистые, химически чистые и технически чистые вещества. Поэтому набор свойств, характеризующих простое вещество и соответствующий химический элемент, всегда с необходимостью приблизителен.
Тем не менее именно набор эмпирических свойств направляет поиск теоретической характеристики элемента. Выше было упомянуто распространенное определение элемента как вещества, состоящего из атомов, имеющих одинаковый заряд ядра. Это определение при всей его каноничности проблематично. Ведь известны изотопы, атомы, ядра которых различаются по составу, но имеют один и тот же заряд ядра, причем нередко изотопы имеют разные химические свойства. Яркий пример — дейтерий и обычный водород.
В этой связи понятно стремление Б.М. Кедрова, о котором речь шла выше в связи с рассмотрением его концепции химической формы движения, учесть в понятии элемента не только теоретический признак именуемого таким образом вещества, но и его эмпирические характеристики. Кедров определяет элемент через периодический закон Д.И. Менделеева, через место данного элемента в периодической системе химических элементов[151]. Таким образом в этом случае в определении элемента, предлагаемом Кедровым, решающей оказывается та гигантская химическая информация, которая закодирована в периодической системе и которая становится явной при сопоставлении элементов в пределах различных совокупностей, выделяемых этой системой, — периодов, групп, подгрупп, диагоналей и т.д. В то же время элемент, по Кедрову, это и его номер в периодической системе, номер, повторяющий величину атомного ядра.

Интересно, что сходный подход наблюдался у Фрица Панета (1887— 1958), известного физико-химика, уделявшего много внимания философии химии[152]. Панет видит в химическом элементе два слоя, во-первых, простое вещество, во-вторых, базисное вещество. Элемент как простое вещество выделен многообразием химических, физических, физико- химических, экологических и прочих свойств, характерных для этого ве- щества (водорода, гелия, лития и т.д.), а как базисное вещество — тем или иным физическим свойством, скажем, зарядом атомного ядра, как это сделано в большинстве учебников.
Итак, вещество как предмет химии «улыбается своим чувственным блеском всему человеку»[153]. Это и драгоценный камень, и «подозрительный на золото песок», это и глыбообразная руда и рудоносная пыль[154]. Химия обычно не идет так далеко в схематизации и идеализации вещества, как это свойственно физике. Как правило, химические идеализации удерживают целый спектр наблюдаемых характеристик вещества. «Химия действует на некотором уровне глубины. На этой глубине ее понятия имеют значения... Стоит спуститься глубже, и мы приходим к физике»[155]. С этими словами крупнейшего специалиста по квантовой химии Ч. Коулсона (1910—1974)[156] можно согласиться, оговорив, что они не устанавливают границу между химией и физикой, а выражают тенденцию, проявляющуюся в тех понятийных системах, которые используют эти науки. Вещество в том виде, как оно присутствует в химии, это продукт идеализации и схематизации действительности. Но эти идеализации и схематизации — не столь радикальные, как в физике.
 
<< | >>
Источник: В. В. Миронов. Современные философские проблемы естественных, технических и социально-гуманитарных наук : учебник для аспирантов и соискателей ученой степени кандидата наук. — М. : Гардарики,2006. — 639 с.. 2006

Еще по теме   Вещество как предмет химии:

  1. 1. Преступное деяние как предмет изучения
  2. 2. Анализ чисто философских систематизаций мира на предмет идентификации одной из них в качестве адекватной систематизации мира
  3. ЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТИВНОГО КУРСА "ХИМИЯ И ЖИЗНЬ"
  4. Философия, ее предмет и роль в обществе
  5.   II. Суффиксы со значением предметности
  6.   2.3. Философские проблемы химии 2.3.1. Специфика философии химии и специфика предмета химии  
  7.   Предмет химии  
  8.   Вещество как предмет химии
  9.   2.3.2. Концептуальные системы химии и их эволюция Что понимается под концептуальными системами  
  10.   Заключение  
  11. Суффиксы со значением предметности
  12. СИСТЕМА ПРЕДМЕТА СУДЕБНОЙ МЕДИЦИНЫ
  13. II. Суффиксы со значением предметности
  14. Существительные со значением «носитель предметного признака»
  15. Примечание [Бертоллэ о химическом избирательном сродстве и теория Берцелнуса по этому предмету]
  16. 1. Предмет философии
  17. Конец алхимии
  18. 1.1. Предмет теории вероятности.
  19. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ПАТОФИЗИОЛОГИИ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ОБЩЕЙ НОЗОЛОГИИ
  20. Онтологические контуры постнеклассической химии Ontological contours of postunclassical chemistry