Метод научной актуальности.

Лекция 1.

ХИМИЯ КАК НАУКА.

ПЛАН

1.1 Проблемный ряд химии, научные теории, метод научной актуальности.

1.2. Концептуальное устройство химии: переменные, законы, принципы, эксперимент, модели. Дедукция, эксперимент, абдукция и индукция как типы связи концептов.

1.1 Проблемный ряд химии, научные теории, метод научной актуальности.

В книгах о химии, как правило, спешат дать определение химии исходя из определенного представления об ее предмете. Широко известное клише гласит, что химия является наукой о веществах, их составе, строении, свойствах и взаимных превращениях, но при этом часто забывают, что знания о химических явлениях сосредоточены в научных теориях. Компонентами теории являются:

1) эмпирические или же предсказуемые (гипотетические) факты, которые часто называют переменными,

2) связь переменных, т.е. гипотетические и экспериментальные законы,

3) принципы.

Следует отметить, что статус научной теории присуждается не любым концепциям, а лишь тем из них, которые задают некоторые образцовые концептуальные идеалы, эффективность которых определяется не иначе, как в ходе многоступенчатого в концептуальном отношении развития теоретического проблемного ряда. Отсюда следует важный вывод: желание освоиться с проблемным рядом теорий неминуемо приводит к необходимости определиться относительно научного статуса концепций, входящих в него.

Если считать, что первой научной теорией химии атомистическая теория Дальтона, то для химии можно предложить следующий проблемный ряд.

- 1800–1900 гг. – атомно-молекулярное учение, развиваемое в рамках механистичной картины мира, термодинамических и электрохимических представлений (классическая химия).

- 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).

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.

Т кл → Т кв → Т мат →Т комп

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 проблемный ряд входят исключительно химические теории, хотя они и используют методы других дисциплин для преодоления этих проблем.

Метод научной актуальности.

Развитие научных теорий приводит к возрастанию их интерпретационной силы. С этой точки зрения квантовая химия является ключом к классической химии. Но о возрастании интерпретационной силы теорий можно судить лишь в случае, если они сравнимы и соизмеримы друг с другом:

Т кл → Т кв → Т мат →Т комп (1)

Т комп ð Т мат ðТ кв ð Т кл (2)

Стрелочка → является символьным значком преодоления определенных проблем, характерных для устаревшей теории, за счет создания новой теории. Стрелочка ð символизирует процесс интерпретации: более развитая теория позволяет интерпретировать концептуальное содержание менее развитой теории. Научно-теоретический ряд имеет проблемный характер. Каждая последующая теория «снимает» некоторые проблемы своей предшественницы. Так, квантовая химия позволила объяснить наличие в системе элементов Д.И. Менделеева некоторых периодов. Отметим, что форма записи теорий в строчку не свидетельствует об их линейной зависимости друг от друга. Она всего лишь указывает на определенную упорядоченность теорий. (2) предшествование понимается не в хронологическом, а в проблемном плане. Но достаточно часто более развитая теория возникает лишь после появления своей предшественницы, то есть ее возраст меньше. Под проблемой мы понимаем затруднение, которое препятствует развитию теории.

Любая теория обладает внутренней напряженностью, которая как раз и сигнализирует о себе в форме проблем, которые по отношению к ней имеют не экзогенный, а эндогенный характер. В проблемном ряде теорий на первое место помещена теория, наиболее насыщенная проблемами. Атомистика Дальтона лишь на первый взгляд представляет собой ясную и простую теорию. При ближайшем же рассмотрении выясняется, что она неспособна объяснить огромное число фактов, но это как раз и означает, что теория Дальтона насыщена неразрешенными проблемами.

В отличие от ряда (1) строй (2) имеет не проблемный, а интерпретационный характер. Поэтому в нем на первое место помещена теория, обладающая наибольшей интерпретационной силой. Все остальные теории в результате научной критики освобождены от проблем. Что касается самой развитой теории, то она, не будучи подвержена критике, выявляющей не преодоленные в ее рамках проблемы, остается в первозданном виде. При интерпретации должны соблюдаться следующие правила.

Во-первых, все концепты старой теории являются приближением к концептам более развитой теории.

Во-вторых, в новой теории присутствуют концепты, приближение к которым отсутствует в старой теории (в механике Ньютона нет аналога постулату постоянства скорости света).

В-третьих, вектор интерпретации направлен от развитой теории к менее развитой, он не поддается инверсии. Теория горения Лавуазье позволяет дать содержательную интерпретацию флогистонной теории горения Шталя. Обратное невозможно, теория Шталя не обладает потенциалом для интерпретации теории Лавуазье. Общее правило гласит: вектор интерпретации необратим.

Новая успешная химическая теория всегда привносит в науку ранее неизвестные концепты, введение которых представляется далеко не самоочевидным. Например, понятие молекулярной орбитали представляется менее очевидным, чем понятие орбиты, по которым движутся электроны атома. Не все, представляющееся на первый взгляд очевидным, оказывается концептуально оправданным. По мере усвоения содержания самых рафинированных концептов они становятся все более привычными и сами переходят в разряд мнимых очевидностей.