Философские вопросы химии.
Благодаря квантовой механике к 30-м годам XX века в основном был выяснен способ образования связи между атомами. Кроме того, в рамках квантово-механического подхода получило корректную физическую интерпретацию менделеевское учение о периодичности
Заключение.
Тема: Характерные черты современной химии.
Цель: Обозначить основные пути развития современной химии.
1.Введение.
Известно, что практические достижения химии стали одним из важнейших моментов происходящей научно-технической революции, а масштабы производственно-химической деятельности людей стали весьма ощутимыми по своим воздействиям на природу и общество. Стремительный рост химизации производства ставит ряд проблем философского и социологического характера. Экономическая, политическая, идеологическая, нравственная, эстетическая сторона развития химии и химизации производства, их роль в прогрессе техники, производительных сил, в отношениях общества 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 этих вопросов.
Можно выделить три основные группы философских вопросов химии.
Первая из них связана с обобщением того нового, что достигла химия в познании вещества, с выявлением того, как она обогащает общую научную картину вещества, природы, каково мировоззренческое значение сделанных открытий. Это онтологический аспект достижений химии. Разработка этих вопросов позволяет выяснить, глубже понять сущность тех или иных открытых химией явлений, увидеть их связи с другими - физическими, биологическими и прочими - явлениями, осмыслить их место в общей системе природы. Разработка этих вопросов необходима не только для выработки общего научного мировоззрения, соответствующего достигнутому уровню знаний о природе, но и для корректировки дальнейших направлений химического исследования.
Вторую и самую обширную группу вопросов составляют вопросы гносеологические и методологические. В них затрагивается сама познавательная деятельность химика, ее логический инструментарий, анализ развивающегося химического знания применяемых в химии понятий, абстракций, методов исследования и т.д. Результаты познания, оформляясь в виде новых понятий, принципов, теорий, всегда становятся и инструментами дальнейшего познания. Раскрыть не только общую естественнонаучную, мировоззренческую значимость новых знаний, но и их значение в развитии познавательного аппарата науки, их функционирования в роли орудий и средств познания - вот задача исследований методологической и гносеологической стороны химии. Это вопросы в условиях бурного развития современной химии, растущей математизации, абстрактности знаний приобрели особую остроту и значимость.
Третья группа философских вопросов химии - это вопросы, относящиеся к раскрытию социального аспекта развития химии и химической практики. Это вопросы, связанные с превращением химии в производительную силу, связанные с тем, что вырабатываемые наукой понятия становятся орудиями практической деятельности людей по преобразованию объективной действительности. Это вопросы, связанные и с тем, что изучаемые химией вещества - не только загадочный предмет упорных научных исследований, но и то, жизненно нужно человечеству. Наличие или отсутствие тех или иных видов вещества, доставляемое химией умением переделывать вещество, управлять его свойствами и превращениями, все это является существенным фактором общественного развития и заметно отражается на различных сторонах жизни общества.
3.Взаимосвязь химии с другими науками.
Наши знания можно сравнить с расширяющейся сферой. Чем шире сфера, тем больше точек ее соприкосновения с неизвестным. Увеличение сферы знания приводит к появлению новых, нерешенных проблем. Задачей естествознания вообще и химии в частности, является познание объективных законов природы и содействие их практическому использованию в интересах человека.
Все исследования природы сегодня можно наглядно представить в виде большой сети, состоящей из ветвей и узлов. Эта сеть связывает многочисленные ответвления физических, химических и биологических наук, включая науки синтетические, возникшие на стыке основных направлений (биохимия, биофизика и др.).Даже исследуя простейший организм, мы должны учитывать, что это и механический агрегат, и термодинамическая система, и химический реактор с разнонаправленными потоками масс, тепла, электрических импульсов; это, в то же время, и некая «электрическая машина», генерирующая и поглощающая электромагнитное излучение. И, в то же время, это - ни то и ни другое, это – единое целое. Современное естествознание характеризуется взаимопроникновением естественных наук друг в друга, но в нем есть и определенная упорядоченность, иерархичность. В середине 19-го века немецкий химик Кекуле составил иерархическую последовательность наук по степени возрастания их сложности (а точнее, по степени сложности объектов и явлений, которые они изучают. Такая иерархия естественных наук позволяла как бы «выводить» одну науку из другой. Так физику (правильнее было бы – часть физики, молекулярно-кинетическую теорию) называли механикой молекул, химию - физикой атомов, биологию – химией белков или белковых тел. Эта схема достаточно условна. Однако здесь надо хорошо осознать следующее. Нельзя рассматривать жизнедеятельность организма, сводя все к физике или химии. Но важно знать, что законы физики и химии справедливы и должны выполняться и для биологических объектов. Нельзя рассматривать поведение человека в обществе только как биологического существа, на важно знать, что корни многих человеческих действий лежат в глубоком доисторическом прошлом и являются результатом работы генетических программ, унаследованных от животных предков. В настоящее время достигнуто понимание необходимости целостного, холистического (англ. whole целый) взгляда на мир. Холизм или интегратизм можно рассматривать как противоположность редукционизма, как присущее современной науке стремление создать действительно обобщенное, интегрированное знание о природе.
4.Пути развития современной химии.
Химия как фундаментальная наука окончательно сформировалась лишь в начале двадцатого века. Двадцатое столетие сделало химию точной наукой: установлено множество количественных закономерностей, точных законов, достигнут высочайший метрологический уровень определения атомно-молекулярных, термодинамических и кинетических констант, характеризующих вещество и химический процесс. Сегодня многие области химии существуют как самостоятельные: неорганическая, органическая, физическая химия, радиохимия, биохимия, аналитическая химия, геохимия и т. д. Каждая из них имеет собственный предмет и собственную область исследования, свои проблемы и свои экспериментальные методы. Но к восьмидесятым годам на смену профессиональному "дроблению" химии пришло осознание необходимости совместного решения общих фундаментальных проблем химической науки.
Сегодня иерархия общих проблем химии может быть представлена в следующем виде:
-искусство химического синтеза;
- химическая структура и функция;
- управление химическими процессами;
- химическое материаловедение;
- химическая технология;
-химическая энергетика;
-химическая аналитика и диагностика;
- химия жизни.
Это главные стратегические магистрали современной химии, по которым она развивается. Они отражают ее движение и ее прогресс.
Химический синтез - ключевое направление химии, источник всех ее сокровищ. Это направление делает ее самой созидательной наукой. Химия поставляет материалы для всех отраслей науки и производства, и в этом смысле можно сказать, что она стоит в центре естественных наук.
Атомно-молекулярная архитектура и электронное строение вновь синтезированных соединений бесконечно разнообразны, настолько же разнообразны их физические и химические свойства и, следовательно, их функции. Установление связи между структурой вещества и его функциональным поведением составляет предмет второго направления.
Управление химическими процессами, их молекулярными механизмами, использование химических факторов (комплексообразования, сольватации, молекулярной организации, катализа) и физических воздействий (от света до механики) для регулирования химических процессов - таково содержание третьего направления.
Вещество - не материал, а лишь его предшественник. Надо научить вещество работать как материал, определить его характеристики и границы применимости - это задача химического материаловедения.
Задача химической технологии - обеспечить технологический дизайн процесса, его оптимизацию и масштабирование, низкие энергозатраты, высокую безопасность и экологическую чистоту.
Разработка высокоэффективных способов преобразования химической энергии в другие виды энергии, накапливание энергии в энергоемких веществах и материалах (включая лазеры с химической и солнечной накачкой), преобразование солнечной энергии, химические источники тока, сопряжение энергопроизводящих и энергозатратных процессов - все это составляет предмет химической энергетики.
Прогресс химического материаловедения и химической технологии невозможен без надежной химической аналитики и диагностики. Это - бурно развивающееся направление (включающее химическую сенсорику и химию запаха) с огромными техническими "выходами" во все области - от систем техногенного контроля до медицины и экологии.
Наконец, химия живого - это гигантская химическая галактика, которую еще предстоит осваивать. На нее работают биохимия и химия природных веществ, фитохимия, наука о ферментах, медицинская и фармацевтическая химия, генная инженерия, биотехнология и многие другие. Это направление с ярко выраженными ожиданиями, гигантским потенциалом, бесспорными перспективами и огромным будущим; его контуры и масштабы уже сегодня просматриваются в трансгенной технологии.
Нет нужды доказывать, что все эти направления связаны не только логикой. Их внутренне объединяет сама методология химического исследования. И это великолепное сочетание дифференциации и интеграции - результативный и созидательный стиль современной химии.
К наиболее известным технологиям, использующим последние достижения естествознания, относятся следующие:
– химические, например, синтез новых веществ, отсутствующих в природе или заменяющих исчезающие; применение новых катализаторов для снижения энергопотребления химических процессов, в том числе при переработке нефти;
– биологические, например, использование искусственных ферментов или биоимитаторов;
– добывающие, в частности, рентабельная разработка бедных месторождений, использование морской воды для добычи необходимых ресурсов;
– переработки вторичного сырья, использование отходов, включая способы утилизации и захоронения радиоактивных отходов;
– технологии гелиоэнергетики – освоение процесса фотосинтеза для эффективного использования солнечной энергии;
– ресурсо- и энергосберегающие технологии для снижения общих потерь в любых производственных процессах и повышения коэффициента полезного действия используемых технологий, например, разработка литиевых батарей с твердым иодным электролитом, принцип действия которых основан на прямом преобразовании химической энергии в электрическую;
– разработка и производство новых материалов, например, эффективных теплозащитных материалов в космической технике, высокотемпературных сверхпроводников; оптических волокон – заменителей медных проводов в линиях связи и передачи информации;
– медицинские, например, создание микроклимата в жилищах, новые решения по очистке потребляемых воды и воздуха, новые методики лечения с применением генной инженерии; решение проблемы клонирования.