От физики и химии к геологии и биологии

Как химические процессы, так и физические изменения единым фронтом через большой ряд усложнений химических соединений и физических состояний в конце концов приводят к биологической форме движения и, с другой стороны, объединяются в геологических процессах, создавших условия для самого возникновения жизни на земле. В соответствии с этим самый общий вид перехода от физических процессов в мире элементарных частиц до биологических и геологических процессов можно представить следующей схемой.

Хотя и примитивно, эта схема отражает сложный, разветвленный характер развития уже на атомно-молекулярном уровне, на котором физические и химические процессы переплетены и взаимообусловлены, но их единство носит в основном внешний характер. В геологических же и особенно в биологических системах и процессах все предыдущие формы движения связаны не внешне, а внутренне, взаимопроникая друг в друга и выступая необходимыми элементами высшей формы движения.

В современной естественнонаучной и философской литературе все еще не преодолены две крайности при обсуждении соотношения химии и физики. Представители одной из них усматривают в успехах квантово-механического описания и объяснения химических процессов основание для их полного отождествления со всеми другими ядерно-электронными взаимодействиями, для отказа от какой бы то ни было специфики химических процессов и химического познания по сравнению с физическими внутри- и межатомными явлениями и физическим познанием их. Представители другой точки зрения так или иначе связывают признание специфики химической формы движения и ее познания с принципиальной или практической ограниченностью квантово-механического и вообще количественного описания и объяснения химических явлений.

В связи с этим уместно подчеркнуть, что закон перехода количественных изменений в качественные предполагает не только качественные скачки, но и количественную обусловленность их. Этот закон вовсе не связывает признание скачков от одних явлений к другим с непознаваемостью самих этих скачков. Напротив, суть закона как раз в том, что он не допускает никакой таинственности в характеристике скачков, а прямо нацеливает на раскрытие конкретного «механизма» вполне естественного процесса их осуществления, на точное отражение в научных теориях количественного содержания качественных скачков. Поэтому, признавая и отстаивая специфику химической формы движения, надо отыскивать не границы применимости различных математических и физических методов, а все более точную формулировку конкретных условий их применения в данном случае и соответствующий способ преобразования общих методов. Действительные и неопровержимые аргументы, подтверждающие специфичность химических явлений, следует искать на пути именно успешного применения для их познания методов современной физики, показывая при этом, что успех в каждом случае достигается благодаря умелому учету специфики химических явлений, а совсем не потому, что этой специфики нет.

Совпадая в своей основе с определенными физическими процессами, химическая форма движения по мере усложнения приобретает все более резкое отличие от других явлений. Известный историк и теоретик химии В.И. Кузнецов приводит следующую иллюстрацию этого положения: «Возьмем несколько химических систем различного уровня организации: 1. молекулу Н₂, 2. молекулу какой-либо гексозы С₆Н₁₂О₆,3. частицу гидратированного медного купороса CuSO₄· n Н₂О, 4. поверхностное соединение водорода на платине (Н₂) х ·(Pt) y · H, 5. систему реагирующих молекул СН₄ + О₂ и 6. любую сложную каталитическую систему. Поскольку первая из этих систем состоит лишь из четырех элементарных частиц, ее, видимо можно в равной мере считать и физической, и химической частицей: ее структура всецело определяется этим составом. Вторую систему С₆Н₁₂О₆ уже никак нельзя причислить к физическим, ибо один этот состав способен обеспечить образование сотен различных изомерных систем. Системы CuSO₄· n H₂O и (Н₂) х · (Pi)y · H тем более отражают специфику химических объектов: теории химии вполне способны предсказать на основе их состава как их строение, так и перестроение — изменение структуры под влиянием условий. Физика по этому поводу скажет разве только то, что воспримет от химии. И, наконец, две последние системы — это макрообъекты; их можно описать посредством понятия организации: в них в качестве элементов выступает уже ряд сложных химических объектов, причем разного структурного уровня. Химия располагает некоторыми, хотя и несовершенными средствами описания особенностей организации этих систем на основе информации о составе и структуре их компонентов. Ясно, что физика как таковая без помощи химии этого сделать не может».

То, что признание специфичности химии по сравнению с физикой и биологии по сравнению с физикой и химией вполне совместимо с возможностью и необходимостью применения физических методов познания в химии и физико-химических методов исследования в биологии, хорошо показано в работах крупнейшего советского ученого, лауреата Нобелевской премии академика H.H. Семенова. Он писал, в частности: «Живая материя имеет некоторые дополнительные новые физико-химические свойства, не встречающиеся пока в том комплексе видов материи, которые нам знакомы в неживой природе. Я не думаю, что живое является просто сложной комбинацией тривиальных физико-химических процессов, хорошо известных нам из физики и химии. Это было бы грубо механической точкой зрения. С другой стороны, я не сомневаюсь, что эти новые физико-химические свойства живой материи могут быть изучены и поняты путем применения обычных или вновь для этого разработанных физико-химических методов и теорий".

Литература к главе 11

Боряз В.Н., Солопов Е.Ф. Философские вопросы химии. - Л., 1976. - С. 207-239.

Кузнецов В.И. Диалектика развития химии. - М., 1973.

ГЛАВА 12