1.5. Концептуальное устройство химической науки

Теория состоит из концептов, каковыми являются отдельные переменные (факты), законы и принципы. Концепт всегда выступает как постижение множественного посредством одного. Концепты не обязательно имеют научный характер. Вполне правомерно говорить, например, о мифологических и религиозных концептах. В качестве смысловых сгущений концепты пронизывают всю сферу знания. Наиболее простыми концептами являются понятия, например, понятия массы и валентности.

Понятие массы обычно обозначается символьным значком т. Он прекрасно демонстрирует природу концепта, понятие одно (т), но оно представляет разом все (i-тые массы как признаки некоторых объектов). Это оказывается возможным лишь постольку, поскольку все массы образуют некоторое специальное множество, класс. Класс образуют только те элементы, которые обладают, по крайней мере, одним общим признаком. Массы идентичны в том, что занимают, например, в составе научных законов, одно и то же место.

«Хитрость» всех концептов, в частности, законов, как раз и состоит в том, что они всегда представляют классы признаков. На первый взгляд дело обстоит относительно просто: всякий класс признаков обозначается некоторым термином, и этот термин является концептом. Но история развития знания свидетельствует о том, что концепты вводятся отнюдь не по наитию, они, как правило, представляют собой весьма рафинированные образования.

Новая успешная химическая теория всегда привносит в науку ранее неизвестные концепты, введение которых представляется далеко не самоочевидным. Показательный пример понятия молекулярной орбитали представляется менее очевидным, чем понятие орбиты, по которым движутся электроны атома. Не все, представляющееся на первый взгляд очевидным, оказывается концептуально оправданным. Развитие науки всегда приводит к развенчанию очевидностей. Но если это случилось, то былая увлеченность очевидным рассеивается. По мере усвоения содержания самых рафинированных концептов они становятся все более привычными и сами переходят в разряд мнимых очевидностей.

Отдельные переменные - это наиболее простые концепты, например, такие, как понятия массы, заряда, валентности. Но даже среди них приходится выделять элементарные конструкты, то есть не выводимые и в этом смысле не определяемые, и производные от них. Если, например, считается, что химические свойства атомов находятся в периодической зависимости от зарядов их ядер, то эти заряды выступают в качестве элементарных конструктов. Все остальные химические свойства атомов зависят от них, то есть являются производными конструктами. В любой науке, в том числе в химии, используется достаточно много конструктов, которые непременно определенным образом упорядочиваются. При этом как раз и приходится различать элементарные и производные конструкты. Приведем на этот счет еще один пример. В современной химии длительности процессов считаются, как правило, элементарными, неопределяемыми конструктами. Но если мы берем производную по времени, т. е. имеем дело со скоростью протекания процесса, то она рассматривается как производный конструкт.

Связь конструктов называется законом. Закон и закономерность - это, по сути, одно и то же. Иллюстрируя природу закона, рассмотрим два соотношения.

Р = тг /V, (4)

P,V, = const. (5)

Соотношение (4) является записью определения плотности.

С принципиально другой ситуацией встречаемся мы в случае выражения (5), являющегося записью закона Бойля-Мариотта. Действительно ли произведение двух величин равно константе зависит от самой природы. Поэтому закон никогда не является всего лишь определением. В соотношении (4) из трех величин только две являются элементарными, третья же имеет производный характер. Смысл же закона состоит в выражении не определенности производных конструктов, а связи, существующей между концептами, каждый из которых, может быть сведен, в конечном счете, к элементарным конструктам.

Ранее, объясняя концепт закона, мы привели максимально простые примеры. В данном же месте мы вынуждены отказаться от такого методического приема. В современной науке основополагающие законы, а они, как правило, записываются посредством дифференциальных уравнений, являются довольно сложными аналитическими выражениями. В химии в этой связи можно указать, например, на уравнение Шрёдингера, играющее ключевую роль во всей современной квантовой химии. Это уравнение задает определенный смысл, но не таким образом, что можно, решив его, в одночасье выяснить интересующий нас химический смысл. Путь к нему оказывается намного более тернистым, чем это кажется на первый взгляд.

Как выяснилось в этой связи, особое далеко не тривиальное значение имеет переход от гипотетических образований к эмпирическим. Он позволяет увязать законы со спецификой изучаемых явлений. Исследователь не может ограничиться всего лишь законами, которые не учитывают особенностей определенного круга явлений, именно тех, которые интересуют исследователя. Как раз в этой связи приходится обращаться к эксперименту. Таким образом, эксперимент занимает в теории только ему присущее место.

Характерная черта гипотетического закона состоит в том, что он имеет дело со всеми пока еще не изученными возможными ситуациями.

Обратимся теперь к принципам. Принцип - положение теории, позволяющий интерпретировать содержание законов, а следовательно, также фактов. Посредством принципа задается основной концептуальный узел теории. Именно в этом состоит значение, например, принципа относительности в механике Ньютона, принципа наименьшего действия в квантовой физике и химии, принципа естественного отбора в дарвинизме, принципа конвариантной редупликации в генетике, принципа принятия наиболее эффективного решения во всех прагматических науках, в частности, в экономике. До тех пор, пока не определен основополагающий принцип теории, ее концептуальный статус задан недостаточно определенно. Разумеется, игнорирование института принципов приводит к многочисленным эпистемологическим издержкам, другими словами, концептуальный смысл теории недопонимается. Именно тогда делаются попытки истолковать содержание теории, как часто выражаются, наглядно, просто, очевидным образом. В современной квантовой химии решающее значение имеет принцип (постулат) волновой функции и тесно связанный с ним принцип наименьшего действия. В дальнейшем принципы химической науки будут рассмотрены более детально. Пока же ограничимся констатацией особой важности принципов, стоящих у самого основания (входа) химической теории. Разумеется, необходимо учитывать, что исходные принципы имеют гипотетический характер.

Концепт эксперимента также нуждается в истолковании. Без эксперимента нет химической науки. Эксперимент предстает как манипулирование непосредственно химическими явлениями, вмешательство в их ход с тем, чтобы добыть экспериментальные факты. Теория открывает доступ к осмыслению эксперимента. Сам же он необходим для обеспечения прироста знания.

Но и экспериментом не исчерпывается химия в качестве науки.

Мы достигли стадии исследования, позволяющей представить структуру химической теории в целостном виде:

гипотетические принципы ^ гипотетические законы ^ предсказанные факты ^

эксперимент ^ референты ^ эмпирические законы ^ эмпирические принципы ^

гипотетические законы ^ гипотетические принципы.

Разумеется, крайне важно понимать, что концептуальное содержание химии предстает в качестве динамического процесса. Оно выступает как своеобразная развертка потенциала химического знания. Именно поэтому мы сочли возможным использовать двойные стрелки. Но в этой связи возникает ряд актуальных для философии химии вопросов, особенно следующие два. Каким именно является процесс развертки философского знания? Правильно ли субординированы его элементы.

Мы склонны интерпретировать рассматриваемую развертку знания в качестве определенного, а именно концептуального, перехода. Для его наименования необходим специальный термин. На наш взгляд, предпочтительным является термин трансдукция, образованный от сочетания двух латинских слов, transitus - переход и ductus - ведение. Именно от слова ductus образованы такие значимые для философии науки термины, как дедукция (выведение из концептов большего концептуального веса менее значимые), абдукция как противоположность дедукции (переход от менее значимых концептов к более значимым), индукция (переход от экспериментальных концептов к гипотетическим).

Поскольку специальный анализ показывает, что в нашем случае и дедукция, и индукция, и абдукция выражают лишь отдельные стороны развертки химического знания, постольку мы считаем уместным использование для ее обозначения термина трансдук- ция, который, к счастью, не задействован в философии науки .

В истории философии науки неоднократно предпринимались попытки осмыслить логику устройства науки. В этой связи особенно показательны программы Рудольфа Карнапа и Карла Поппера, лидеров соответственно неопозитивистской и постпозитивистской интерпретации существа науки. Оба они во главу угла применительно к науке ставят законы, дальше начинаются различия.

Карнап восходит от фактов12 к законам под эгидой индуктивного метода, Поппер, напротив, нисходит от законов к фактам, руководствуясь дедукцией. К принципам они обращаются лишь тогда, когда рассуждают об открытии законов (Карнап) или интерпретации фактов (Поппер). Что же касается принципов, позволяющих интерпретировать содержание самих законов, то они в их философ- ско-научных системах отсутствуют.

С учетом необходимости указанных принципов мы вправе обвинить обоих классиков философии науки в известной непоследовательности. Карнап, осуществив переход факты - законы, успокаивается на этом, вообще не стремясь к достижению принципов. Поппер, обратив особое внимание на принцип теоретической относительности, «проскакивает» мимо принципов, сразу же включаясь в переход законы - факты. И у Карнапа, и у Поппера теории представлены в урезанном виде, от них отсечено то, что составляет их квинтэссенцию, основополагающие принципы.

В концептуальном плане законы содержательнее фактов, а принципы законов. Поэтому интерпретация возможна по направлению от принципов к фактам, а не в обратном направлении. Это обстоятельство часто недопонимается. Но о его актуальности недвусмысленно свидетельствует история развития научного знания. Между составляющими теории существует определенная концептуальная координация, но она имеет место в рамках известной субординации.

В этой связи следует различать четыре перехода. 1.

Дедукция имеет место при выводе: а) из гипотетических принципов гипотетических законов, а также б) из последних гипотетических фактов. 2.

Эксперимент позволяет перейти от гипотетических, всего лишь предсказуемых фактов к их эмпирическим аналогам. 3.

Абдукция реализуется как переход: в) от эмпирических фактов к эимпирическим законам, г) от эмпирических законов к эмпирическим принципам. 4.

Индукция знаменует собой также два перехода: д) от эмпирических законов к гипотетическим законам, е) от эмпирических принципов к гипотетическим принципам.

В результате концептуальные переходы внутри теории реализуются как следующая последовательность:

дедукция - эксперимент - абдукция - индукция.

Все четыре способа аргументации вместе образуют трансдук- цию. Отметим также, что в данном случае речь не идет о сугубо логических концептов. Трансдукция имеет место в любой теории. Но ее содержание меняется от одной теории к другой. В логике трансдукция имеет логический, а в химии - химический характер.

Таким образом, в науке исключительно актуальное значение имеет ее концептуальное устройство теории, реализующееся как трансдукционный переход между концептами.