Глава 1 6. Современные концепции химии

Химия как наука. Система химии

 

Стремясь показать специфику химии как науки, мы рассмотрели в предыдущей главе историю химии. С позиции современной науки можно также выявить общие закономерности развития химического знания, описать его основные концептуальные системы.

Основания химии

 

Еще Д. И. Менделеев обратил внимание на то, что химия, в отличие от многих других наук (например, биологии или географии), сама создает свой предмет исследования. Как никакая другая наука, она является одновременно и наукой, и производством. Химия всегда была нужна человечеству в основном для того, чтобы получать из веществ природы необходимые металлы и керамику, известь и цемент, стекло и бетон, красители и фармацевтические препараты, взрывчатые вещества и горюче-смазочные материалы, каучук и пластмассы, химические волокна и материалы с заданными электрофизическими свойствами. Поэтому все химические знания, приобретенные за многие столетия и представленные в виде теорий, законов, методов, технологий, объединяет одна-единственная непреходящая, главная задача химии – задача получения веществ с необходимыми свойствами. Но это производственная задача, и чтобы ее реализовать, надо уметь из одних веществ производить другие, т.е. осуществлять качественные превращения вещества. А поскольку качество – это совокупность свойств вещества, надо знать, от чего зависят эти свойства. Иначе говоря, чтобы решить названную производственную задачу, химия должна справиться с теоретической проблемой генезиса (происхождения) свойств вещества.

Таким образом, основанием химии выступает двуединая проблема – получения веществ с заданными свойствами (на достижение ее направлена производственная деятельность человека) и выявления способов управления свойствами вещества (на реализацию этой задачи направлена научно-исследовательская работа ученых). Это и есть так называемая основная двуединая проблема химии.

Система химии

 

Эта проблема является системообразующим началом данной науки. Она возникла в глубокой древности и не теряет своего значения и в наши дни. Естественно, что в разные исторические эпохи эта задача решалась по-разному, так как способы ее решения зависят от уровня материальной и духовной культуры общества, а также от внутренних закономерностей, присущих научному познанию. Достаточно сказать, что изготовление таких материалов, как, например, стекло и керамика, краски и душистые вещества, в древности осуществлялось иначе, чем в XVIII в. и позже.

Важнейшей особенностью основной проблемы химии является то, что она имеет всего четыре способа решения. Речь при этом идет не о частных методах изучения и превращения вещества -- их множество, а о самых общих способах решения вопроса: от чего, от каких факторов зависят свойства вещества. А они зависят от четырех факторов:

1) от элементного и молекулярного состава вещества;

2) структуры молекул вещества;

3) термодинамических и кинетических условий (наличия катализаторов, воздействия материала стенок сосудов и т.д.), в которых вещество находится в процессе химической реакции;

4) уровня химической организации вещества.

Поскольку способы решения основной проблемы химии появлялись последовательно, мы можем в истории химии выделить четыре последовательно сменявших друг друга этапа. В то же время, с каждым из названных способов решения основной проблемы химии связана своя концептуальная система знаний. Эти четыре концептуальных системы знания находятся в отношениях иерархии (субординации). В системе химии они являются подсистемами, так же как сама химия представляет собой подсистему естествознания. Концептуальные системы химии можно представить наглядно в виде схемы.

 

Середина XX века XX век XIX век XVII век

4. Эволюционная химия 3. Учение о химических процессах 2. Структурная химия 1. Учение о составе вещества

 

В развитии химии происходит не смена, а строго закономерное, последовательное появление концептуальных систем. При этом, каждая вновь появляющаяся система не отрицает предыдущую, а наоборот, опирается на нее и включает в себя в преобразованном виде. Таким образом, появляется система химии – единая целостность всех химических знаний, которые появляются и существуют не отдельно друг от друга, а в тесной взаимосвязи, дополняют друг друга и объединяются в концептуальные системы химических знаний, которые находятся между собой в отношениях иерархии.