ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ ХИМИИ
.pdfслиты с химическим знанием, в котором естественное и гуманитарное не расчленяются. Знание корректируется культурой и не противоречит ей.
Второй аксиологический профиль характеризует классическую химию с момента её зарождения и до второй половины XX века. Этот период охватывает как собственно классическую химию, так и ту, которую принято называть неклассической. В отличие от физики, становление неклассической химии связано не только с введением квантовых представлений в химию, но и с революцией в кинетике. Устранение резкого разграничения внутренних и внешних факторов реакции привело к тому, что впервые кинетические уравнения стали описывать не просто реакцию, а именно кинетическую систему. Такие параметры, как диаметр реакционного сосуда, стенка, примесь стали вводиться в уравнение механизма реакции, что означало переход к рассмотрению целостных реакционных систем. Эта революция коррелирует с введением в теоретические схемы неклассической физики наблюдателя и приборов. Но она не меняет аксиологического профиля химии. Второй профиль характеризуется разрывом с перипатетической, спагирической и алхимической парадигмой и очищением знания от субъективных ценностей. Освобождение от этих ценностей обеспечило химии гигантский прогрессивный рывок, но в конце концов дорого обошлось человечеству. Доминируют в этот период когнитивные ценности, первую классическую формулировку которых дал Р. Бойль, сформулировав максимы «хорошей» и «превосходной» гипотезы. Дополняют список нормы и ценности, сформулированные А. Лавуазье. Складываются также нормы деятельности химика и идеалы химического знания, ориентированные на механистическую парадигму. Из всех некогнитивных ценностей оставляется одна – практическая польза химического знания.
Третий аксиологический профиль представлен современной химией,
которую принято называть вместе с физикой постнеклассической. Её особенность – системная ориентация и эволюционный характер. Объектами современной химии становятся большие системы, захватывающие человека и сливающиеся с целями его деятельности. Новая системная идеология рассматривает в единстве физикохимические, инженерно-технические, экономические, экологические и социальные аспекты химии. Такие человекомерные системы, насыщенные ценностями, не выводят исследователей из сферы ответственности за социальные последствия их разработок. Но они требуют для своего описания новых гносеологических средств и образов, эксплицирующих роль социально-исторического субъекта, его ценностных ориентаций в научном познании. Эволюционная химия, в свою очередь, не только занята поиском закономерностей осуществившейся эволюции, но и ориентирована на
21
будущее. Суждения же, ориентированные на будущее, почти всегда содержат ценности. Это проект новой науки, включающей не только когнитивные ценности, но и прежде всего – экзистенциальные.
Если цели – ценности инкорпорируются в научное знание, то это означает, что традиционное противопоставление природы и человека, естественных и гуманитарных наук начинает преодолеваться. В новой химии, говорит И. Пригожин, мы переходим от повторяющегося и общего к уникальному и специфическому. Но новая наука требует и своего особого культурного контекста. На первый взгляд связь новой науки с культурой и философией постмодерна может показаться неожиданной. Но для такого вывода есть все основания.
Вопросы для самоконтроля
1.Какой смысл вкладывается в понятие «химический»? Как изменялось представление о предмете химии?
2.Каковы основные понятия химии и как они связаны между собой?
3.В чём состоит проблема сведения химии к физике? Каковы тупики редукционизма?
4.В чём заключаются основные трудности определения предмета химической технологии?
5.Чем отличаются модели истории химии Г. Коппа и А. М. Бутлерова?
6.В чём суть методологической концепции истории химии В. И. Кузнецова?
7.В чём особенности аксиологической модели эволюции химического знания?
Семинарское занятие
1.Предмет философии химии
2.Химия как наука. Объекты и предмет химии. Химия и химическая технология.
3.Место химии в системе естественных наук. Проблема «сведения» химии к физике.
4.Предмет истории химии и проблема её периодизации.
5. Методология концептуальных химических систем как основа реконструкции истории химии.
6. Аксиологическая модель истории химии.
Дополнительные вопросы
1.Какая основная задача пронизывает всю историю химии?
2.Р. Бойль называл свою науку химической философией. «Я начертал здесь план химической философии, который надеюсь выполнить и усовершенствовать своими опытами и наблюдениями», – писал он. Чем Бойль объяснял такое название химии?
22
3.Что означает принцип системности химических понятий?
4.Проанализируйте следующее высказывание: «Длина связи С-С в молекуле этана, рассчитанная методом самосогласованного поля (ССП), равна 1, 54 нм». Является ли оно грамотным с точки зрения химического языка? Почему?
5.Понятие химической молекулы не всегда совпадает с понятием молекулы физической (способной к устойчивому самостоятельному существованию). Обусловлено это разным подходом обеих наук: физика рассматривает молекулы сами
по себе, тогда как химия рассматривает их во взаимосвязи друг с другом. Рассмотрите это отличие на примере угольной кислоты.
6.Чем отличаются понятия эмпирического и теоретического уровня химического знания?
7.Изобретатель резины Гудьир, отыскивая способ улучшения эксплуатационных свойств каучука, беспорядочно смешивал его с разными веществами, даже с творогом, чернилами и супом, пока случайно не обнаружил, что испачканный в сере кусок каучука не растекается, упав на горячую плиту. Можно ли назвать это исследование эмпирическим?
8.Является ли индивидуальный атом химическим веществом?
9.Является ли периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева химической теорией? Ответ обосновать.
10.Насколько правомерно словосочетание «ядерная химия»? Имеет ли она отношение к собственно химическому превращению? Ответ обосновать.
11.Можно ли утверждать следующее: один и тот же атом выступает и как конечная ступень развития объекта по отношению к своим исходным структурным элементам – в этом случае он является объектом изучения физики (атомной физики, физики электронной оболочки и т.д.), и как исходная химическая единица по отношению к возникающим из него молекулярным структурам – в этом случае он является объектом изучения химии. Ответ обосновать.
12.П. М. Зоркий убедительно показал, что химические соединения построены не из индивидуальных атомов, а из атомных ядер (атомных остовов), связанных обобществлённым электронным континуумом. В этом заключается причина особой целостности химических систем. Может ли это положение служить основанием несводимости химических взаимодействий к физическим?
13.Почему работы русских химиков В. В. Марковникова и А. Н. Бутлерова по истории теорий химического строения всегда сопровождали собственно химические структурные исследования?
23
14.Что имел в виду американский историк и философ науки Т. Кун, говоря, что история научной дисциплины не имеет ничего общего с реальностью?
15.В. И. Кузнецов подчёркивал, что история химии – это не просто летопись, рассказ, повествование, литература. Она интересна и как химия. Что он имел в виду?
16.Что нашёл Д. И. Менделеев «неизменяющегося среди переменного и вечного между временным» при обдумывании своей периодической системы химических элементов?
17.С какой идеей Д. И. Менделеева согласуется следующее высказывание В. Оствальда: «Без анализа прогресса развития химической промышленности нельзя понять общие закономерности становления химии как науки»?
18.Каковы основные положения методологии концептуальных химических систем В. И. Кузнецова? Что такое концептуальная система химии? Что представляет собой способ решения основной проблемы химии?
19.Какой объект изучения можно сопоставить с каждой из четырёх концептуальных систем: атом, молекула, система реагирующих веществ, самоорганизующаяся каталитическая система?
20.На какую ценность указывает одно из основных понятий химии – «химическое сродство»?
21.Айзек Азимов уверяет, что в любой технологии содержится элемент магии. Что это значит? Прокомментируйте эту мысль Азимова.
Темы рефератов
1.Объекты и предмет химии.
2.Химия и мифология
3.Основные понятия химии. Эволюция понятия “химический элемент”.
4.Химия и мировоззрение.
5.Химия на перекрестке наук. Химия и физика. Химия и биология.
6.Химия и мировоззрение. Этика химического сообщества.
7.Эволюция основной проблемы химии и способов ее решения.
8.Основные модели реконструкции истории химии (Г. Копп, М. Джуа, А. Азимов, В. Штрубе).
9.Аксиологическая модель истории химического знания.
10.Концептуальные химические системы как методологическая основа реконструкции истории химии.
11.Химия и химическая технология.
24
Литература
Азимов А. Краткая история химия: Развитие идей и представлений в химии. – СПб., 2002.
Алесковский В. Б. Проблема химических индивидов // Журнал общей химии, 2000. – Т. 70, вып. 7.
Браун Т., Лемей Г. Ю. Химия – в центре наук: в 2-х частях. – М., 1983. Вант - Гофф Я. Восемь лекций по физической химии. – Рига, 1903.
Гарковенко Р. В. Гносеологический анализ основных категорий химии / Гносеологические и социальные проблемы развития химии. – Киев, 1974.
Гейзенберг В. Беседы о взаимоотношении между биологией, физикой и химией // Природа, 1973. – № 4.
Декельман В. Онтологическое значение основных химических понятий / Философские проблемы современной химии. – М., 1971.
Джуа М. История химии. – М., 1975.
Жданов Ю. А. Некоторые проблемы химической эволюции // Философские проблемы химии. – РГУ, 1972.
Зенин С. В. К проблеме химической формы движения // Философские науки, 1975. – № 4.
Зоркий П. М. Критический взгляд на основные понятия химии // Российский химический журнал, 1996. – № 9.
Зоркий П. М. О фундаментальных понятиях химии // Соросовский образовательный журнал, 1996. – № 9.
Канке В. А. История и философия химии. – М., 2011.
Клишина С. А. Особенности методологического сознания современной химии / Философские и социальные проблемы современной химии и химической технологии,
– М., 1989.
Клишина С. А. История химии в ценностных координатах // Исторический вестник РХТУ им Д.И. Менделеева, 2004. – Вып. 14.
Клишина С. А. Философия науки. Наука и ценности. Учебное пособие. – М., 2004. Клишина С. А. Две модели эволюции химического знания: интернализм и экстернализм // Исторический вестник РХТУ им Д.И. Менделеева, 2012. – Вып. 37. Клишина С. А. Мифология и наука / Вестник РХТУ им. Д.И. Менделеева. Гуманитарные исследования, Т.1. Выпуск 4. – М., 2013.
Крестов Г. А, Березин Б. Д. Основные понятия современной химии. – Л., 1986. Кузнецов В. И. Диалектика развития химии. – М., 1973.
25
Кузнецов В. И., Зайцева З. А. Химия и химическая технология. Эволюция взаимосвязей. – М., 1984.
Кузнецов В. И. Общая химия. Тенденции развития. – М., 1989. Курашов В. И. История и философия химии. – М., 2009.
Липпард Ст. Дж. «Тихая революция» в химии //Журн. Рос. хим. общества им. Д. И. Менделеева, 2001, т. Х LV, № 2.
Левицкий М. М. Язык химиков XX столетия // Российский химический журнал, 2000.
– № 2.
Мартиросян А. А. Теория концептуальных систем и научные микрореволюции // Исторический вестник РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. – Вып. 37.
Менделеев Д. И. Избранные лекции по химии. – М., 1968. Методологические и философские проблемы химии. – Новосибирск, 1981. Методологические проблемы современной химии. – М., 1967.
Оганесян Э. Т. Важнейшие понятия и термины в химии. – М., 1993.
Паничев С. А, Юффа А. Я. Химия. Основные понятия и термины. – М., 2000. Рабинович В. Л. Алхимия как феномен средневековой культуры. – М., 1979.
Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. – М., 1986.
Родный А. Н. Очерки по истории химической технологии. – М., 1986.
Симанов А. Л, Чусовитин А. Г. К проблеме выделения химической формы движения материи / Методологические и философские проблемы химии, – Новосибирск, 1981. Сироткин О. С. Химия на своем месте // Химия и жизнь, 2003. – № 5.
Соловьёв Ю. И. История химии в России. – М., 1985.
Соловьёв Ю. И., Курашов В. И. Химия на перекрестке наук. – М., 1989. Философские проблемы современной химии. – М., 1971.
Химия и жизнь (Солтерсовская химия). Ч. 1. Понятия химии. – М., 1997. Химия и мировоззрение. – М., 1986.
Химия с историко-философской точки зрения. – Казань, 2008.
Черемных Н. М. Философские проблемы современной химии / Философия естественных наук. – М., 2006.
Черемных Н. М. Философские проблемы взаимосвязи химии и химической технологии // Актуальные проблемы химико-технологического образования. М., РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010.
Черемных Н. М., Клишина С. А. История и философия химии: учеб. пособие. – М.,
2009.
Черемных Н. М. В. И. Кузнецов: от истории химии к философии химии // Исторический вестник РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2012. – Вып 37.
26
Черемных Н. М. Концепция онтологического плюрализма Х. Патнэма и проблема редукции химии к физике // Актуальные проблемы химико-технологического образования. М, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2013.
Штрубе В. Пути развития химии: в 2-х томах. – М., 1984.
Тема 2. СТАНОВЛЕНИЕ ХИМИИ КАК НАУКИ
Химическая практика в древности. Первые химические вещества и первые химические превращения. Происхождение термина «химия».
Античность: химия или «предхимия»? Элементы Эмпедокла. Атомы Левкиппа и Демокрита. Платоновская химия. Качества Аристотеля. Влияние греческой натурфилософии на становление теоретической химии. Исторически первый способ решения основной проблемы химии. Первые «химические теории», способы их построения.
Алхимия как синтез ремесленной и натурфилософской традиций античности. Алхимия как феномен средневековой и ренессанской культуры. Новые задачи химии – ятрохимия. Развитие эксперимента в XVI–XVIII веках. Флогистонная теория Г. Шталя, её роль в качестве теоретической системы химии. «Революция в химии», произведенная А. Лавуазье.
Преднаучная химия
Сегодня влияние химии на все сферы общественной и индивидуальной жизни колоссально. Мир вокруг нас – это совокупность естественных, искусственных и синтетических химических продуктов. На всех вещах, с которыми имеет дело современный человек, как бы навешена химическая этикетка. Вся так называемая вторая, рукотворная природа – сплошь химическая, поскольку все используемые материалы в той или иной степени прошли химическую обработку. Их получение попрежнему составляет приоритетную задачу химии. Сфера действия химии, масштабы химических исследований, разнообразие химических технологий – всё это с трудом укладывается в какую-то общую картину. Сориентироваться в этой огромной массе материала нельзя без знания истории и философии химии.
Сама история химии – тоже задача непростая. Прежде всего всю историю химии, какие бы причудливые формы она не принимала, пронизывает одна и та же задача – получение веществ с заранее заданными, нужными свойствами. Но с какими веществами химики работали, какие свойства их интересовали, какими способами они пытались решить поставленную задачу? Иными словами, какие вопросы они
27
задавали и какие хотели получить ответы? И тут мы обнаруживаем, что и вопросы, и ответы в различные периоды истории человечества и даже у различных народов – различные.
Обратимся сначала к периоду развития химии, который называют донаучным. Это так называемый предалхимический (от начала цивилизации до IV века нашей эры), алхимический период (с IV века нашей эры до XVI века), период ятрохимии и флогистонной химии (XVI, XVII и XVIII века).
История химии начинается с химических ремёсел. Считается, что они возникли в Египте. Само название «химия» произошло, вероятно, от слова «хам» или «хеми», что означало «Египет», а также «чёрный». Какие вещества и технологии были известны древним народам – египтянам, персам, финикиянам, грекам, римлянам и др.? Уже в мифологии мы находим указание на некоторые химические знания. Согласно преданию, Прометей, принесший в дар людям огонь, обучил их металлургическим процессам. В Ветхом Завете упоминается шесть металлов: железо, свинец, олово, медь, серебро и золото. В книге Исход называются три последних металла, самым дорогим из них считалось золото, как, впрочем, это было у всех древних народов. Технология получения золота из руд путём дробления, обогащения и выплавки была хорошо известна. Аналогичные методы применялись для получения серебра, очистка которого производилась путём плавления его сплавов со свинцом. Медь была известна с доисторических времен и в свободном состоянии, и в виде бронзы – сплава с оловом. В доисторическую эпоху (бронзовый век) бронза применялась для изготовления различной домашней утвари, предметов украшения, оружия. Раньше, чем бронза и медь, было известно железо. Грекам была известна ртуть (жидкое серебро). Отмечали её ядовитость и способность давать с золотом амальгаму. Культурные народы древности рано овладели гончарным искусством, и до нас дошли глиняные вазы, покрытые глазурью. Известно народам древности и приготовление стекла, из которого в Фивах делали художественные украшения. Стекло получали сплавлением песка с растительной золой. У римского писателя Плиния (I в. н.э.) узнаём о приготовлении мыла путём обработки жиров растительной золой, известью и щелочами естественного происхождения.
Давно известно искусство крашения (первенство тут у народов Древнего Востока). Знали минеральные красители – охру, сурик, ярь-медянку и др., использовали индиго, марену, пурпур и другие природные красители. В качестве закрепителей красок применяли квасцы или железный купорос и другие вяжущие вещества. Древние знали также и технологию дубления кож посредством соления, обработки известью, а также растительными дубильными веществами.
28
Приготовление хлеба из злаков, вина брожением виноградного сока, пива, уксуса, растительных и животных жиров, духов и эфирных масел – и это далеко не весь перечень известных древним технологий. Египтяне, греки и римляне употребляли многочисленные медикаменты естественного и искусственного происхождения. Кроме различных растительных экстрактов использовались для лечения сера, ртуть, сульфат меди, квасцы, мази из свинцового глёта и растительного масла, различные лекарственные румяна и помады. Косметические препараты, искусство подделки драгоценных камней – это тоже хорошо известно древним. Таким образом, запас эмпирических сведений по химии и ремесленных химических практик был в древности немалый. И весь этот мир поражал своим многоцветьем и таинственностью. За внешними проявлениями химизма следовало искать источники внутренней активности, активные начала.
Первой впечатляющей теоретической картиной мира была, без сомнения, греческая атомистика. Её вклад в науку и культуру трудно переоценить. Американский физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман писал, что если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались уничтоженными, и к грядущим поколениям перешла бы только одна фраза, то такой фразой стала бы «все тела состоят из атомов». В одной этой фразе содержится невероятное количество информации о мире.
Основоположники атомизма Левкипп и Демокрит, жившие в V – IV веках до нашей эры, постулировали существование атомов и пустоты, в которой атомы непрерывно движутся. Атомы неделимы (греч. атомос – неделимый), неизменны, несжимаемы и бескачественны. Но они отличаются величиной и формой. Сцепляясь в бесконечном движении, они образуют всё многообразие вещей. Душа, по мнению Демокрита, тоже состоит из атомов, круглых и подвижных, подобных атомам огня. Позднее Эпикур (IV век до н. э.) вводит понятие атомного веса.
Но бескачественные, «бездушные», равнодушные друг другу атомы казались тогда не совсем подходящей теорией для объяснения всего причудливого мира химических веществ с их индивидуальностью и активностью. Образование химического соединения требовало утраты индивидуальности атома, но античный атом не мог утратить эту индивидуальность, ибо он неизменен и вечен. Поэтому химия шла к атомистике долго и мучительно. А тогда казалось, что для целей объяснения химических трансформаций больше подходит натурфилософия милетской школы, Гераклита и особенно греческого философа Эмпедокла (490 – 430 годы до н.э.) и его последователей. Древнегреческие физики искали корни, первоначала мира и находили их в воде, воздухе, огне, земле. Особенно впечатляла
29
идея Гераклита (530 – 470 годы до н.э.) об огне как первоначале мира и его сущности. Но огонь – не только архэ, первоначало и судьба вещей. Огонь и жизненно, практически значим. Горение – яркий, огромной впечатляющий силы процесс, воплощенное самодвижение неживых тел, сопровождающееся выделением света и тепла, разложением одних тел, образованием других, исчезновением третьих. Огонь – способ превращения одних веществ в другие, практически важные (руды – в металл, дерева – в уголь, золу). В стихии огня ни одна вещь не остаётся собою. По образному и точному выражению историка науки А. В. Ахутина именно огонь есть то, благодаря чему всё химично, то есть способно превращаться в иное.
Но оставались и другие первоэлементы – вода, воздух, земля. Эмпедокл как бы идёт на компромисс, принимая их все четыре и считая при этом, что они не переходят друг в друга и качественно неизменны. Но при этом – активны. Различие форм материи объясняется разными количественными соотношениями этих четырёх элементов. При этом во всех процессах соединения и разложения принимают участие любовь и вражда, имеющие абстрактный характер. Любовь соединяет, вражда – разъединяет. Под воздействием любви весь видимый мир «втекает» в сфайрос, этот бескачественный гомогенный шар, некое подобие «химического соединения» величиной с космос, и из него же он «вытекает», распадаясь на индивидуализированные тела под воздействием вражды. Элементы – корни служат носителями этих циклических преобразований единого и многого. Ещё одно, очень важное обстоятельство. В учении Эмпедокла есть представление о количественной, численно и даже целочисленно выразимой пропорции элементов в составе сложного тела. Например, в белых костях находится 50% огня, 25 % земли, 12,5 % воды и 12,5 % воздуха. Добавляя к четырём элементам четыре качества – силы: горячее, холодное, влажное и сухое, Эмпедокл строит динамичную картину космоса и человека. В. П. Визгин говорит о близости натурфилософии Эмпедокла к химическому понятию вещества. На самом деле в таких оценках есть элемент преувеличения и осовременивания древнего учения, т.е. презентизма. Хотя бы потому, что у Эмпедокла речь идёт не о химическом соединении, а о биологическом слиянии элементов в целое. Антропоморфизм здесь налицо. И это естественно для греков, которые считали космос одушевлённым, а человека как его прямое продолжение.
Непосредственной основой донаучной химии стало учение Аристотеля, ученика Платона, о четырёх началах-принципах. Аристотель усиливает идею Платона об изменчивости начал. В древности часто превращение воды в пар («воздух»), выпадение осадков растворённых солей «земли») из воды, образование дыма
30