ФИЛОСОФИЯ И НАУЧНОЕ ЗНАНИЕ.

Историческое многообразие форм науки. Наука – одна из определяющих подсистем культуры, форма общественного сознания, направленная на получение и систематизацию знаний об объективной реальности, деятельность по выработке нового знания и результат этой деятельности.

Наука как исторически развивающаяся система знаний о свойствах и отношениях изучаемых объектов, каковыми являются природа, человек и социокультурная среда его обитания, прошла такой же эволюционный путь, что и человечество – от простейших состояний к сложным. О времени возникновения науки существует несколько точек зрения.

- Как опыт практической деятельности людей наука началась почти 2 млн. лет назад, когда человек стал приобретать и передавать практические знания;

- как доказательный вид знания, который отличался от мифологического мышления и культуры традиционных обществ, наука появилась в Древней Греции в V веке до н. э;

- наука появилась в период позднего Средневековья. Здесь высокая значимость опытного знания была осознана в творчестве английских церковных деятелей Р. Гроссета и Р.Бэкона;

- наука возникла в конце XVI - XVII вв., когда появились труды И. Кеплера, Г. Галилея, И. Ньютона и др. (самая распространенная точка зрения). Построение математических моделей объектов, эмпирические результаты экспериментов, мысленные обобщения выступают основными признаками науки. В это время возникает первое научное объединение ученых – Лондонское королевское общество, т.е. создаются социальные условия науки;

- наука появилась в конце первой трети ХIХ в., когда на основе общей научно-исследовательской программы объединились и совместились научно-исследовательская деятельность и высшее образование (точка зрения немецких естествоиспытателей В. Гумбольдта и Ю. Либиха).

Все эти точки зрения раскрывают особенности эволюции науки. Собственно наука как специфический вид деятельности, связанный с теоретическим знанием, возникла в V в. до н.э., а как полноценное социально-духовное образование – с XVII в., когда научный способ мышления стал достоянием естествознания (становление эксперимента как метода изучения природы, соединение математического метода с экспериментом и формирование теоретического естествознания).

В процессе формирования и развития научного знания можно выделить стадии, которые соответствуют историческому многообразию форм науки:

- кумуляция знаний с древнейших времен и древняя восточная преднаука;

- античная наука;

- средневековая наука;

- новоевропейская классическая наука;

- неклассическая наука;

- постнеклассическая наука.

Накопление донаучных рациональных знаний о природе началось еще в первобытную эпоху и эпоху первых цивилизаций Древнего Востока. Познавательная деятельность, духовное освоение мира – важнейшие обстоятельства, которые окончательно вырвали человека из-под влияния биологических факторов эволюции.

Процесс первоначального познания был двухуровневым, что отвечало сознанию человека традиционного общества. Первый – уровень обыденного, повседневного, стихийно-накапливающегося знания. Второй – уровень мифотворчества как некоторой «доисторической» формы систематизации обыденного повседневного знания. Для каждого из них характерны подчиненность практическим потребностям, рецептурность знания, эмпирический характер его происхождения и обоснования, кастовость и закрытость «научного» сообщества (производство и передача знаний в культуре, например, Древнего Востока, закреплялись за кастой жрецов и чиновников и носило авторитарный характер).

Складывающаяся в древнегреческом мире наука (V-IV вв. до н.э.) явилась результатом длительного развития познавательной деятельности в предшествующий исторический период и эпоху первых цивилизаций Древнего Востока. Ее характерными чертами являются: теоретичность (источник научного знания – мышление), логическая доказательность, независимость от практики, открытость критике, демократизм.

Сущностные черты средневековой науки – теологизм, обслуживание социальных и практических потребностей религиозного общества, схоластика, догматизм. Научные истины («истины разума») имели более низкий статус по сравнению с религиозными истинами («истинами веры»). Алхимия, астрология, религиозная герменевтика выступают парадигмальными образцами средневековой науки.

В эпоху Возрождения и Новое время возникает новая форма научного знания – классическая наука. Основаниями ее являются: антителеологизм, детерминизм, механицизм; в области познания – эксперимент, математическая модель объекта, дедуктивно-аксиоматический способ построения теории. Создаются научные и учебные заведения нового типа. Усиливается связь науки с производством. Растет практическая значимость научного знания. Наука превращается в непосредственную производительную силу. В конце XVIII – первой половине XIX столетия возникает дисциплинарная организация науки.

С кризисом основ классического научного знания (конец XIX – начало XX в.) связано начало качественно нового этапа в историческом развитии науки – неклассической науки, основанной на фундаменте релятивизма (пространства, времени, массы), индетерминизма (фундаментальных взаимосвязей объектов), статистичности, системности, структурности, организованности, эволюционности систем и объектов.

Гносеологическими и методологическими особенностями неклассической науки являются субъект-объективность научного знания, вероятностный характер научных законов и теорий, частичные верифицируемость научного знания, отсутствие универсального научного метода, интуиция. Неклассический этап развития науки завершается в 70-е гг. XX в.

В 80-е гг. XX в. формируется парадигма «постнеклассической» науки, преимущественным предметом исследования которой являются сверхсложные системы, включающие человека в качестве существенного элемента своего функционирования и развития. Основой этой формы научного знания является: системность, структурность, органицизм, нелинейный (многовариантный) эволюционизм, телеологизм, антропологизм, методологический плюрализм, конструктивизм, экологическая и гуманистическая ценность научной информации.

К двадцатому столетию сложилась следующая система наук:

- естественные науки (естествознание) – система научного знания о природе;

- технические науки – система научного знания о технических системах, науки ориентированные на реализацию естественно-научного знания.

- социальные и гуманитарные науки – система научного знания о человеке и обществе, социокультурной среде его обитания.

Становление химического знания.Химия относится к естественным наукам, которые изучают окружающий нас материальный мир. Материальные объекты, составляющие предмет изучения Химия – это химические элементы и их разнообразные соединения. Изначально основными проблемами Химия были получение веществ с полезными свойствами, позднее – объяснение причин происхождения и обусловленности различных свойств веществ.

Слово «Химия» (chemeia), вероятно, связано с очень древними понятиями, обозначающими наливание, настаивание. Слово «химеия» греки производили от «хюмос» - сок, «хюма» - литье, поток, а «химевсис» - смешивание. Древнекитайское «ким» означало золото. Химия в вольном переводе с китайского означает «наука об изменениях». Древнеегипетское chemi – «чернозем», название Египта. Название «химия», обозначающее искусство превращать неблагородные металлы в золото и серебро, встречается в указе римского императора Диоклетиана (296 г.н.э.). Термин «химия» в более современном произношении – «химейа» - впервые употребил греческий философ и естествоиспытатель Зосима Панополитанский во второй половине IV в. Этим термином он обозначил процессы настаивания.

Химия - комплекс наук о веществах, их свойствах и превращениях друг в друга. Она подобно любой науке представляет собой не природный, а человеческий феномен. В веществах нет ничего иного, кроме них самих, там нет химии. Местожительство химии не природа, а субъективный мир человека (чувства, мысли), его язык и деятельность по достижению определенных целей, природа которых определяется ценностями людей.

Итак, химия - разновидность науки. Желание понять природу химии вынуждает обратиться к ее специфике. Что такое химия? На этот вопрос ответить не просто. Здесь явно недостаточно простого указания на то, что химия — наука о веществах. Нас ведь интересуют в первую очередь не вещества, а наука о них. Разумеется, верно, что информация о веществах заключена в химии. Но какова сама химия? Какова химия в наши дни? Что представляет собой современная химия? Вопрос следует ставить, надо полагать, не просто о существе химии, а о подлинном содержании современной химии. Речь идет, очевидно, не о любой химии, а о химии, удовлетворяющей наиболее содержательным критериям научности. Без отделения прахимии от научной химии и без уяснения строения последней вряд ли удастся понять специфику химического знания.. Чтобы выяснить специфику физики, например, научная физика не отождествлялась с ненаучными суждениями о природе, существеннейшее значение придавалось различию классической и современной (релятивистской и квантовой) физики. Лишь после этого у читателя складывалось адекватное представление о физике как науке. Простое и в чем-то даже наивное суждение о физике как науке о фундаменте природных явлений можно услышать из уст человека, в высшей степени не компетентного относительно физического знания. Великий философ Л. Витгенштейн утверждал, что вопросы надо ставить на достаточной глубине. Отличная идея, имеющая непосредственное отношение к нашей теме о специфике научного химического знания. Чтобы уяснить себе специфику химии, следует обратиться к ней самой, рассмотреть этапы ее эволюции, понять степень их координации. Поступив таким образом, мы обнаруживаем, что самая грандиозная революция химического знания произошла в 1920—1930-е годы и была связана с развитием квантово-механических представлений о химических веществах и процессах. Квантово-полевые представления также существенны для химии, но в меньшей степени, чем для физики. Квантово-полевые представления особенно существенны тогда, когда речь идет о взаимопревращениях элементарных частиц, но это компетенция не химии, а физики. Разумеется, как читателю известно из главы о физике, квантово-полевые представления содержательнее квантово-механических. Теоретическая химия должна учитывать это обстоятельство. Примерно последние семьдесят лет химия развивается под знаком квантово-полевых представлений, но при этом они облекаются в языковую форму квантово-механических выражений. Неправомерно считать, что химия удовлетворяется всецело квантово-механическим уровнем анализа. Что было до квантовой химии особенно впечатляющего? Изучение термодинамики и кинетики химических реакций на феноменологическом уровне и особенно систематизация химического знания на основе периодической системы элементов Д.И.Менделеева, открытой в 1869 г. Если учесть, что первый международный съезд химиков состоялся в 1860 г. в Карлсруэ (Германия), на котором были приняты правила написания химических формул и уравнений и определены такие понятия как атом, молекула и химический элемент, то можно утверждать, что именно в 1860-е годы химия переживала важнейший этап своего конституирования. Годы 1860—1930 - период эволюции классической химии. В этот период господствуют классические атомно-молекулярные представления. Около 100 лет (сер. ХУIII —сер. ХIХ в.) ушло на становление классической химии. В этот период были открыты такие важнейшие стехиометрические (от греч.— элемент) законы, как:

-закон сохранения массы веществ (М.В.Ломоносов, 1748— 1756 гг.; А.Лавуазье, 1777 г.): масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции;

-закон постоянства состава (Ж.Л.Пруст, 1801 г.): каждое чистое соединение независимо от способа его получения всегда имеет один и тот же состав;

-закон кратных отношений (Дж. дальтон, 1803 г): если два элемента могут образовать между собой несколько соединений, то массовые доли любого из элементов в этих соединениях относятся друг к другу как небольшие целые числа;

-закон Авогадро (А.Авогадро, 1811 г.): в равных объемах газов при одинаковых условиях содержится одинаковое число молекул (напомним читателю, что число частиц, равное числу Авогадро 6,0229• 10²³, получило название «моль).

Если еще дальше углубиться в историю, за пределы ХУIII в., то придется встретиться с алхимией средних веков и эпохи Возрождения, когда на основе весьма поверхностных представлений о химическом экспериментировании пытались обнаружить в первую очередь способы превращения веществ в золото и серебро и изобрести лекарство, обеспечивающее бессмертие человека.

Углубимся еще на одну эпоху в историю, достигнув античности. Здесь рассуждают о четырех космических стихиях (воде, земле, воздухе и огне) и даже об атомах (Левкипп, Демокрит). Ни один из мудрецов античности не был способен написать уравнение даже простейшей химической реакции. Атомы древнегреческих философов — это не атомы химиков ХУIII—ХХ вв., а сущности, наделенные весьма необычными свойствами, отнюдь не теми, о которых рассуждает современный химик. Четыре космические стихии — это отнюдь не те химические системы (газовые, жидкие, твердые, дисперсные), о которых толкуют настоящие химики.

Химия — это наука, главным критерием которой является
подтверждаемость. Каждый, кто претендует на звание химика,
вынужден, иное не дано, интерпретировать природу химических
веществ и реакций на основе некоторой теории. Но эта теория
не может быть любой, она должна подтверждаться. Если теория не подтверждается, то она ненаучна.

Античные и средневековые химики рассуждали на основе выдуманных ими теорий, которые никогда не удовлетворяли по-настоящему критерию подтверждаемости, что, кстати, требует развитых экспериментальных методов, почти полностью отсутствовавших в те далекие времена. С непреодолимыми для них теоретическими трудностями встречались даже лучшие химики конца ХУII—последней трети ХУIII в. Они придерживались теории флогистона (особого горючего вещества), которая так и не нашла подтверждения. Понадобился гений Лавуазье для того, чтобы опровергнуть теорию флогистона. Лавуазье доказал теоретически и эмпирически, что в процессах горения, дыхания и обжигания металлов принимает участие не флогистон, а кислород. Нечто подобное было явно не по силам древним атомистам, которые на первый взгляд довольно сведущи относительно атомов Химическая наука имеет место лишь там, где используемый метод интерпретации подтверждается данными экспериментов. Сведения о становлении и эволюции химического знания приводятся в таблице.

 

Таблица. Становление иэволюция химии

период	Состояние химического знания	Господствующий метод интерпретации
Античность(У в. до н.э.—У в. Н.э..)	Зачаточное, слабо детализированное	Наивно-философский
Средневековье иВозрождение (VI-XVI вв.)	Алхимическое	Объяснение посредствомверховных сил
1750— 1870 гг.	Становление классической химии	Выработка новой атомномолекулярнойтеории
1870—1930 гг.	Классическая химия	Классическая атомномолекулярнаятеория
1930—2001 гг.	Неклассическая химия	Квантовая теория

 

Итак, современная химия — это совокупность квантовых представлений о веществе и его преобразованиях. Очень часто обсуждается вопрос о сводимости химии к физике. Многие полагают, что квантово-механические и квантовополевые представления — это сугубо физические теории. Но современная химия основывается именно на этих представлениях, следовательно, химия сводится к физике. На наш взгляд, в приведенной логике рассуждений заключена ошибка. Квантовая теория — междисциплинарная наука, именно поэтому она актуальна и в физике и в химии. Всуществующем разделении научного труда физики не могут заменить химиков точно так же, как вторые не заменяют первых. Внауке всегда имеет место как интеграция, так и дифференциация. Именно в силу этого единство наук не отменяет их различие. Взаимопревращение веществ и их свойства изучает именно химия. Вэтом деле ей нет альтернативы. Следует также учитывать, что сама химия внутренне неоднородна. Неорганическая химия, органическая химия, аналитическая химия, химическая кинетика, радиационная химия, нефтехимия — все это различные химические науки, несводимые друг к другу.

Краткая характеристика исторического становления химического знания. Во все исторические эпохи человек стремился осуществить превращение веществ. Химия как наука о веществах и их превращениях сформировалось приблизительно к концу XVIII века. Но истоки химического искусства находятся в глубокой древности, когда люди в ходе повседневной практической деятельности имели возможность наблюдать и использовать для своих целей различные химические процессы. Древняя «химия» представляла собой некоторую совокупность сведений практического характера. Первоначальное накопление химических знаний осуществлялось в области ремесленной прикладной химии. В первую очередь эти сведения касались процессов выплавки и обработки металлов. Еще в древности возникли ремесла, в основе которых лежали химические процессы: выплавка металлов, получение стекла, керамики, красителей, лекарств, ядов, освоение бальзамирования и т.д.

Первыми металлами, которые использовались человечеством, были медь, свинец, золото и серебро. В древности широко использовался также сплав золота с серебром (егип. – азем, греч. – электрон).

Начиная с III тыс. до н.э. человечество стало использовать олово. Одновременно широкое распространение получил сплав меди с оловом – бронза, что явилось началом новой эпохи развития человечества, получившее название «бронзовый век».

Высокий уровень развития техники обжига, усовершенствование высокотемпературных технологий привели к изготовлению изделий из железа приблизительно в середине II тыс. до н.э. В древности железо обычно изготавливали в горнах так называемым сыродутным способом с применением древесного угля. Постепенно техника выплавки и обработки железа достигла очень высокого уровня. Наступил «железный век». Возникновение металлургии позволило человечеству практически овладеть двумя важнейшими химическими процессами: обжигом – окислением металла и обратным превращением – восстановлением оксида в металл. Металлы стали основным естественным объектом, при изучении которого возникло понятие о веществе и его превращениях.

Ртуть стала использоваться позже – в III-II вв. до н.э., хотя есть данные о находках ртути, относящихся к XVI-XV вв. до н.э. Ртуть получали нагреванием киновари (HgS). На рубеже новой эры был разработан способ извлечения золота из руды ртутным методом (из амальгамы путем выпаривания ртути).

По свидетельству дошедших до нас письменных источников, в начале I тысячелетия н.э. широкое распространение получило искусство подделки металлов – изготовление сплавов, похожих на золото, серебро или электрон. Подобные подделки делали обычно на основе меди с самыми разнообразными добавками, в числе которых были олово, ртуть, свинец, окись цинка, мышьяк и др. Тогда же получило распространение изготовление изделий из латуни (сплава меди с цинком).

Другим важным ремеслом, требовавшим «химических» навыков, было производства красителей. И в Месопотамии, и в Египте уже в глубокой древности было развито получение как минеральных красок (сурик, белила, сажа и др.), так и красителей, выделенных из растительных и животных организмов. Например, для окраски в желтый цвет использовали корень куркумы, а известный по меньшей мере со II тыс. до н.э. красно-малиновый краситель, пурпур, получали из моллюсков.

Помимо прямого, в древности существовали и протравные способы крашения. Последний предполагал использование специальных закрепляющих краситель веществ – протрав, в качестве которых употребляли алюминиевые квасцы, сульфат и ацетат железа, танниды из плодов и древесины различных растений и проч. Мыловарение, получение клея, скипидара, выделение смол и масел и множество других ремесел стали первым опытом химического производства.

К числу наиболее древних ремесленных производств относится изготовление стекла и керамики, в том числе и глазурованной. В состав глазури входила глина, растертая с поваренной солью, а позднее и сода, и окрашивающие добавки окислов металлов. Вероятно, именно смеси для глазуровки керамических изделий послужили исходным материалом для приготовления стекла. Самые древние стеклянные бусины были сделаны в Древнем Египте около 2500 г. до н.э., хотя широкое распространение стекло (в основном окрашенное соединениями металлов) получило примерно к XV в. до н.э.

К древним ремеслам, которые, наряду с перечисленными выше, сыграли впоследствии важную роль в развитии экспериментальной химия, следует отнести фармацию. Издавна в качестве лекарственных средств использовались, экстракты различных растительных и животных организмов, а также сера, некоторые минералы и металлы. Уже одна из древнейших сохранившихся рукописей Древнего Египта «Папирус Эберса» (XVI в. до н.э.) содержит рецепты изготовления фармацевтических средств.

К достижениям древних химиков-практиков следует отнести изобретенные в Китае способы изготовления бумаги и фарфора, а также пороха. Составные части пороха – селитра, сера и уголь – были известны, по-видимому, задолго до нашей эры, однако первые описания его образцов относятся лишь к середине I тысячелетия н.э.

Итак, в древности были развиты многие ремесленно-химические производства, а круг используемых человечеством веществ был довольно широк. Однако, несмотря на весьма обширные навыки оперирования с веществами, практики, занимавшиеся ремесленными производствами, по-видимому, не задумывались над сущностью производимых ими операций и часто не замечали ни какой связи между отдельными процессами.

В древности не существовало понятия об определенных, обладающих неизменными свойствами веществах, а химики-ремесленники обычно отличали одно вещество от другого (и соответственно давали ему обозначение) на основании наблюдаемых различий или сходства внешнего вида (цвета, блеска) и устойчивости веществ. По эти признакам, например, многие сплавы золота принимались за разновидности самого золота, а некоторые минералы, блестящие или окрашенные, принимались за металлы. Одно и тоже вещество, полученное разными способами, могло восприниматься как разные вещества. Например, самородную ртуть (живое серебро) отличали от искусственной, получаемой из киновари (гидраргирум). Эти примеры показывают, что восприятие эмпирических фактов химиками-практиками в древности происходило лишь на уровне обыденного сознания без попытки осмысления и обобщения приобретенных практических навыков. Однако накопленный в течение многих веков богатейший практический опыт послужил основой для знакомства наших предков с разнообразными веществами и их свойствами, что явилось важной в историческом отношении ступенью в возникновении и развитии химических знаний.

Резюме

• Местожительство химии субъективный мир человека.

• Химия наука о свойствах веществ и превращениях последних, при этом используется некоторая научная теория.

• Теоретической основой классической химии выступает атомно-молекулярное учение.

• Теоретической основой неклассической, современной химии является квантовая механика, а также квантовая теория поля.

• Главный критерий научности химического знания — подтверждаемость.

• Висторическом плане эволюция химического знания сложилась таким образом, что лишь в ХIХ в. химия приобрела отчетливый научный статус.

• Существующее в науке разделение труда свидетельствует о несводимости химии к физике.