Философские проблемы химии

С современной физикой тесно связана и современная химия, которую иногда рассматривают как вид прикладной физики. Вопрос о соотношении химии и физики является дискуссионным, одни исследователи (К.Поппер, Э.Шерри) считают ее видом физики, актуально, или в будущем, другие (Й.Шуммер, Н.Псарос, Р.Хэндри) подчеркивают ее несводимость к физической науке. Таким образом, вопрос о специфике химии, ее предмете и месте в системе наук является одним из важнейших вопросов философии химии.

Проблема специфики химии и ее предмета неразрывно связаны с особенностями ее развития. В истории становления химии как науки важное место занимает введение Лавуазье понятия химического элемента, но основы теоретической химии были заложены в 1808 г. Дж. Дальтоном, создавшим «научную теорию атома», феноменологическую по сути. Теория Дальтона не просто исходила из концепта атома как мельчайшей неразрушимой в процессе химической реакции частицы, но и признавала различие атомов разных элементов по их относительным весам, идентичность атомов одного элемента. Кроме того, был сформулирован закон кратных отношений. На этой основе сформировалась классическая химия, соответствующая химическая картина мира стала частью общенаучной механической картины мира в классической науке.

Специфика предмета химии, его отличие от предмета физики в классической науке XIX века были достаточно очевидны, в это время сформировались диалектико-материалистическая концепция форм движения материи, а также теория эволюции, подчеркивающие значение дискретных качественных скачков между физическими и химическими процессами. В дальнейшем представления о соотношении химии и физики усложнились, в частности, появилась теория супервенции, объясняющая непрерывность возникновения нового: базовые супервентные свойства должны определять вновь возникшие свойства, соответственно различия в новых свойствах свидетельствует о различиях базовых свойств. При этом важной особенностью химии является также то, что ее нередко относят к классу не описательных, а прагматических наук, и уже классическая химия отличалась нацеленностью на практический результат – получение новых веществ с планируемыми свойствами. В силу этого получаемые новые свойства веществ и соединений отличаются от супервентивных свойств физической основы химических соединений.

Проблема отношения химии и физики приобрела новое измерение в неклассической науке ХХ века: с появлением квантовой теории и квантовой химии. Развитие квантовой химии позволило ответить на вопрос о причинах свойств веществ, описываемых в классической химии, то есть преодолеть ее феноменологический характер. Анализ внутреннего строения атома, энергетических связей и взаимодействий между атомами и на субатомном уровне позволил объяснить свойства химических элементов и соединений. В этом отношении квантовая химия обладает интерпретационной силой по отношению к классической химии, как органической, так и неорганической. Развитие квантовой химии в первой половине ХХ века явилось одной из важнейших научных революций в химии последнего столетия. Французский философ Г.Башляр характеризовал ситуацию в квантовой химии как «новый рационализм». Второй революцией является компьютерная революция второй половины столетия, связанная с развитием квантовой-компьютерной химии.

Но именно появление квантовой химии актуализировало вопрос о специфике химии, ее предмете и отношении к физике. Квантовая механика давала возможность интерпретировать теории классической химии, но не наоборот. В этой связи возник вопрос об обоснованности выделения химии как специфической формы знания. Кроме того, с появлением квантовой химии возникла проблема соотношения классической и неклассической теории в рамках самой химии как науки, или проблема научно-теоретического строя самой химии. Наконец, новый аспект приобрела проблема химической реальности и референции основных концептов химии – проблемы, во многом сходные с проблемами, возникшими в физике с переходом от классической к неклассической науке. Соответственно, и пути решения этого круга проблем в неклассической химии и физике представляются сходными.

Классическая химия имела дело с вполне эмпирически наблюдаемыми процессами и явлениями, и химик мог считать, что он имеет дело непосредственно с самими атомами и молекулами, их определенными пропорциями (грамм-молями), образующими исследуемую химическую реальность, а теоретические концепты рассматривать как средства познания этой реальности. Это создавало почву для преобладания материалистических представлений в естественнонаучной среде. В квантовой, и особенно в квантово-компьютерной химии химическая реальность предстает как продукт математических исчислений, моделирования и выявления зависимостей между переменными, которые еще предстоит интерпретировать для определения их химического смысла. П.Дирак уже в 1929 году отмечал, что химия превращается в прикладную математику, а П.Ласло считает, что химия является наукой о материи лишь в «формальном смысле», это скорее игра ума, наподобие музыки. Влияние сторонников антиреалистического подхода в современной химии возрастает.

Среди философских проблем химии выделяются проблемы, связанные с интерпретацией основных принципов, законов и иных концептуальных образований, составляющих концептуально-теоретическое строение этой науки. Так, заметное внимание уделялось интерпретации таких базовых понятий классической химии как химический элемент, вещество и химическая связь в свете современной химии. Важную роль играют принципы химии, во многом совпадающие с принципами квантовой физики, например, принцип дополнительности Бора, принцип наглядности, проблемы их интерпретации. Проблемы концептуального строения химической наук, роли моделирования, эксперимента,концептуализации и визуализации составляют важный блок теоретико-методологических проблем современной химии.