1.2. Попытки построения проблемного ряда теорий

В период до XIX в. существовало значительное множество химических теорий, но с позиций сегодняшнего дня им всем были присущи столь существенные недостатки, что их названия с корнем «химия» разумно дополнять соответствующими приставками (например, «квази», «прото», «ал») или же прилагательными («ранняя», «древняя»). При желании всегда можно придумать необходимые для упорядочения донаучных теорий приставки. На наш взгляд, можно в полном соответствии с существующими курсами «Истории химии» ввести представления о древней квазихимии, алхимии и протохимии.

Древняя квазихимия представлена совокупностью навыков и умений, позволявших получать краски и выплавлять металлы (золото, бронзу, железо). В теоретическом отношении ее вершиной были представления древних атомистов Левкиппа и Демокрита (54 вв. до н.э.). Зачатки химического знания обнаруживаются у всех античных натурфилософов, в частности, у Анаксагора и Эмпедок- ла, а также у Аристотеля, гения античной философии.

Алхимия (IV-XVI вв.) представляла собой поиск чудодейственных средств, «философского камня», для получения благородных металлов (золота и серебра), а также эликсира долголетия. Виднейшими алхимиками были араб Джабир ибн Хайян (латинизированное имя Гебер) (ок. 721 - ок. 815), два средневековых философа англичанин Роджер Бэкон (1214-1292) и немец Альберт фон Боль- штедт, или Альберт Великий (1206-1280).

Протохимия (XVII-XVIII вв.) - это канун научной химии. Ее виднейшие представители, в частности, голландец Ян Баптист ван Гельмонт (1579-1644), англичанин Роберт Бойль (1627-1691) и особенно француз Антуан Лоран Лавуазье (1743-1794) - ниспровергатель учения о флогистоне, основатель термохимии и инициатор разработки новой химической номенклатуры, подготовили почву для научной химии. Что касается Лавуазье, то многие исследователи именно от него, а не от Дальтона, отсчитывают эру научной химии. Мы склонны согласиться с такой оценкой применительно к термохимии. Если же рассуждать об общей химии, то Лавуазье нечего противопоставить химической атомистике Дальтона.

Характерная особенность творчества протохимиков состояла в отделении химического знания от философского. Разрушение синкретического единства химического знания с философией позволило химии приобрести самостоятельный статус. Химики перестали быть философами, а философы химиками. Впрочем, осознание этого факта растянулось на многие десятилетия. Но, в конечном счете, именно оно привело к созданию философии химии, не отождествляемой ни с философией, ни с химией.

В наши намерения не входит анализ различных донаучных химических теорий. Отметим лишь их характерные особенности. Как правило, они содержат короткие цепи доказательств, которые некритически сочленяются друг с другом. Используемые концепты рано или поздно приходят в противоречие с экспериментальными данными. Порой эти концепты довольно экзотичны. Они становятся понятными лишь в свете более развитых концептов. Довольно показательна в этом отношении теория флогистона, выдвинутая Г. Шталем. После разработки Лавуазье кислородной теории горения стало очевидно, что концепт «флогистон» в смутной форме выражает именно ее содержание. Наука не терпит неясных, расплывчатых концептов, например, концептов флогистона, жизненной силы, потусторонних миров. В конечном счете, она освобождается от них.

Получив, наконец-то, возможность заняться вплотную упорядочением научных химических концепций, мы вправе надеяться, что они образуют некоторую систематическую связь в значительно более ясном виде, чем их донаучные оппоненты.

Химия неоднородна, она состоит из целого комплекса научных теорий, каждая из которых имеет свою собственную историю. Мы вынуждены различать неорганическую, органическую, аналитическую, биологическую, физическую, квантовую, компьютерную химию. От этой необходимости никуда не уйти. Если бы их можно было бы объединить в одну теорию, то это уже давно было сделано, но это в принципе невыполнимо. Так называемая общая химия не представляет собой унификацию всех существующих химических теорий.

Многообразие химических теорий свидетельствует, на наш взгляд, о том, что с каждой из них связана определенная научная революция. Весьма распространенная точка зрения состоит в ограничении числа научных революций маленьким числом. Часто рассуждают, например, о классическом, неклассическом и постнеклас- сическом этапах развития той или иной науки. При этом предпола- гается, что число научных революций ограничивается числом три. Отметим еще раз: в каждой науке случилось столько научных революций, сколько в ней относительно самостоятельных теорий, то есть концепций, не сводимых к другим теориям. С этой точки зрения число научных революций в химии, по крайней мере, двухзначно.

Разумеется, в данном случае следует иметь в виду, что научные революции выделены по вполне определенному критерию, не сводимости теорий друг к другу. Но не следует думать, что научные революции выдвигаются только по одному критерию.

Самоорганизация Рис. 1. Концептуальная система химии (по А.А. Печенкину)

Схема состоит из трех треугольников: состав - свойство - структура; структура - функция - организация; организация - поведение - самоорганизация. Каждый из треугольников обозначает построение новой концептуальной системы. Логика развития науч- ного химического знания в целом предстает как трехзвенный переход: структурная химия - учение о процессе (химическая кинетика) - теория самоорганизации (синергетическая химия).

На наш взгляд, схема А.А. Печенкина малопродуктивна7. Почему? Потому что сделан акцент на категориях квазифилософского содержания, таких, как структура, организация, поведение. Кажется, что в этом нет ничего неудовлетворительного. Разве не должны мы при анализе химических теорий использовать философские категории? Вопрос вроде бы риторический. Но дело в том, что используемые категории не должны приводить к потере концептуального богатства самих химических теорий. А именно это и произошло в рассматриваемом случае.

Современная философия в избытке напичкана категориями, которые развиты безотносительно к достижениям субнаук (например, физики, химии, биологии, экономики). Это означает, что она выступает в субстанциальном виде. Но специфику наук философия выражает лишь тогда, когда она становится метанаучной концепцией. Если относиться к философским категориям некритично, то всегда есть угроза подмены метанаучных концептов субстанциальными.

Рассмотрим, например, концепт «самоорганизация». Ссылаясь на него, рассуждают и о физике, и о химии, и о биологии, и об экономике. Но при этом, как правило, забывают подчеркнуть своеобразие каждой из этих наук.

Исключительно интересную концепцию развития химических теорий предлагает итальянец Якопо Томази \ Он считает, что научная химия в силу ее экспериментального характера избегала какой-либо метафизической участи. Вряд ли следует соглашаться с этим тезисом. Достаточно сослаться в этой связи на многовековой спор вокруг реальности атомов. Их реальность отвергалась именно из-за того, что атом был ненаблюдаемой сущностью. Экспериментальный характер любой науки не избавляет ее от метафизичности. Но главным в рассуждениях Томази является не тезис о метафизической девственности химии, а ее революциях, связанных с развитием физической, квантовой и теоретической химии. Согласно его аргументации, методологический каркас химии второй половины XIX в. был достаточно очевидным и вполне простым.

Однако развитие физической химии на рубеже XIX-XX вв. привел к кризису. В основном он определялся невозможностью осмысления в непротиворечивой форме микроскопических явлений. На этом пути потерпел неудачу даже Вильгельм Оствальд, основатель физической химии, лауреат Нобелевской премии по химии за 1909 г., пытавшийся основательно разработать философию естествознания. Казалось, что выходом из кризиса являются успехи квантовой механики, которая была создана в конце 1920-х гг. Один из основателей квантовой механики английский физик Поль Дирак заявил в 1929 году, что вся химия становится прикладной математикой. Так считали и некоторые химики. Но действительность опровергла этот вывод. В течение периода 1930-1960 гг. квантовая химия добилась определенных успехов, но ее успехи оказались далеко не столь убедительными, как ожидалось.

1800-1900 гг. - атомно-молекулярное учение, развиваемое в рамках механистичной картины мира. На протяжении всего этого времени оно сосуществовало с термодинамическими, а также электрохимическими представлениями. Налицо то, что можно назвать классической химией.

1900-1930 гг. - кризис в методологических основаниях классической химии.

1930-1960 гг. - частичное преодоление этого кризиса за счет развития квантовой химии.

1960-1990 гг. - преодоление методологического кризиса классической физики в силу развития квантово-компьютерной химии.

1990 - по н.в. - экспансия квантово-компьютерной химии (развитие на этой базе новых технологий, в частности, нанохимии и химии поверхностей). Приведенная хронология весьма приблизительна. Мы это отлично осознаем, но сочли возможным привести ее с единственной целью, задать некоторые хронологические маркеры появления принципиально новых химических теорий. При желании читатель может задать точные хронологические рамки каждой из химических наук. Но даже в этом случае останется вывод, актуальный для материала данного раздела. Имеется в виду следующее. Химические теории не равнозначны. Среди них есть такие, которые имеют интерпретационные преимущества. Сравним в этой связи, например, неорганическую и квантовую химию. Неорганическая химия не является интерпретационной базой для органической химии. А квантовая химия задает ее для любой химической теории. То же самое характерно для так называемых компьютерной и математической химий. Химические теории, обладающие наибольшей интерпретационной силой, как раз и задают концептуальный каркас современной химии. Желая дать максимально простое представление о нем, изобразим научно-теоретический ряд современной химии следующим образом.

Ткл * Ткв * Тмат ^-^омп. (2)

Использованные для записи теоретического ряда (2) символьные значки, очевидно, не нуждаются в разъяснении. Но почему мы решили включить в указанный ряд математическую химию? Потому что без нее несостоятельна компьютерная химия. Она поставлена на высокое место постольку, поскольку имеются в виду наиболее развитые математические теории, например, не эвклидова геометрия, а топология. Что касается химической синергетики, то в ее интерпретационном качестве она входит в состав математической и компьютерной химии.

Во избежание недоразумений отметим, что ряд (2) не претендует на всесторонний охват всего многообразия химических теорий, обладающих незаурядной интерпретационной силой. Он лишь свидетельствует о наличии таких теорий и возможности их упорядочения. Докомпьютерная квантовая химия по своей интерпретационной силе уступает компьютерной квантовой химии, поэтому в ряде (2) она стоит всего лишь на втором месте.

И еще одно замечание. У читателя может создаться впечатление, что развитие концептуального каркаса химии было связано исключительно с заимствованиями из физики, математики и информатики. Разумеется, это не так. Современная наука представляет собой трансдисциплинарную сеть теорий. Это означает, что каждая из этих теорий связана с другими концепциями. Дело обстояло не так, что сначала физики придумали квантовую механику, а затем инкорпорировали ее в химию. Само создание квантовой механики потребовало объединенных усилий физиков совместно с химиками, математиками и техниками. Когда же, наконец-то, достигнут совместный успех, то все «расходятся по своим квартирам».

В ряд (2) входят исключительно химические теории. Что касается их междисциплинарных связей, то этот вопрос в дальнейшем будет рассмотрен в подробностях.