Концептуальное устройство химической науки

Химия как система знания, т.е. в качестве теории состоит из взаимосвязанных друг с другом химических концептов. Древнегре-ческое слово theoria буквально означает «внимание к тому, что я вижу, мое пребывание при нем». Несколько модифицировав это определение, можно было бы сказать, что теория – это сообщение о том, что человек видит (сравните слова «теория» и «театр»). Такое определение теории с позиций современной науки, конечно же, является неудовлетворительным. Многовековое развитие науки привело к существенному развитию представлений об устройстве теоретического знания.

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

37

Понятие массы обычно обозначается символьным значком m_i. Он прекрасно демонстрирует природу концепта, понятие одно (m), но оно представляет разом все (i-тые массы как признаки некото-рых объектов). Это оказывается возможным лишь постольку, по-скольку 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 со-стоит в том, что они всегда представляют классы признаков. На первый взгляд дело обстоит относительно просто: всякий класс признаков обозначается некоторым термином, и этот термин явля-ется концептом. Но история развития знания свидетельствует о том, что концепты вводятся отнюдь не по наитию, они, как прави-ло, представляют собой весьма рафинированные образования. Именно поэтому освоение научного знания оказывается нелегким делом, о чем, кстати, недвусмысленно свидетельствует обилие тео-рий.

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

Отдельные переменные – это наиболее простые концепты, на-пример, 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

38

заряды выступают в качестве элементарных конструктов. Все ос-тальные химические свойства атомов зависят от них, то есть явля-ются производными конструктами. В любой науке, в том числе в химии, используется достаточно много конструктов, которые не-пременно определенным образом упорядочиваются. При этом как раз и приходится различать элементарные и производные конст-рукты. Приведем на этот счет еще один пример. В современной химии длительности процессов считаются, как правило, элемен-тарными, неопределяемыми конструктами. Но если мы берем про-изводную 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, рас-смотрим два соотношения.

ρ _i = m_i / V_i,                                   (4)

P_iV_i = const.                                 (5)

Соотношение (4) является записью определения плотности. Оно гласит, что плотность – это масса, приходящаяся на единицу объе-ма некоторого химического объекта. Нет необходимости проверять это определение на предмет его истинности. Лишен смысла во-прос: «А действительно ли плотность есть масса единичного объе-ма вещества или поля? »

С принципиально другой ситуацией встречаемся мы в случае выражения (5), являющегося записью закона Бойля–Мариотта. Действительно ли произведение двух величин равно константе за-висит 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 произ-водных конструктов, а связи, существующей между концептами, каждый из которых, может быть сведен, в конечном счете, к эле-ментарным конструктам.

Ранее, объясняя концепт закона, мы привели максимально про-стые примеры. В данном же месте мы вынуждены отказаться от такого методического приема. В современной науке основопола-гающие законы, а они, как правило, записываются посредством

39

дифференциальных уравнений, являются довольно сложными ана-литическими выражениями. В химии в этой связи можно указать, например, на уравнение Шрёдингера, играющее ключевую роль во всей современной квантовой химии. Это уравнение задает опреде-ленный смысл, но не таким образом, что можно, решив его, в одно-часье выяснить интересующий нас химический смысл. Путь к не-му оказывается намного более тернистым, чем это кажется на пер-вый взгляд.

Как выяснилось в этой связи, особое далеко не тривиальное зна-чение имеет переход от гипотетических образований к эмпириче-ским. Он позволяет увязать законы со спецификой изучаемых яв-лений. Исследователь не может ограничиться всего лишь законами, которые не учитывают особенностей определенного круга явлений, именно тех, которые интересуют исследователя. Как раз в этой свя-зи приходится обращаться к эксперименту. Таким образом, экспе-римент 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 ситуа-циями. Если же речь идет не о всех возможных ситуациях, а лишь об изучаемых в данном случае, то говорят о предсказываемых фак-тах. В этом смысле можно утверждать, что посредством дедукции гипотетические законы превращаются в предсказания (прогнозы).

Обратимся теперь к принципам. Принцип – положение теории, позволяющий интерпретировать содержание законов, а следова-тельно, также фактов. Посредством принципа задается основной концептуальный узел теории. Именно в этом состоит значение, на-пример, принципа относительности в механике Ньютона, принципа наименьшего действия в квантовой физике и химии, принципа ес-тественного отбора в дарвинизме, принципа конвариантной редуп-ликации 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 слова-ми, концептуальный смысл теории недопонимается. Именно тогда

40

делаются попытки истолковать содержание теории, как часто вы-ражаются, 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 рас-смотрены более детально. Пока же ограничимся констатацией осо-бой важности принципов, стоящих у самого основания (входа) хи-мической теории. Разумеется, необходимо учитывать, что исход-ные принципы имеют гипотетический характер.

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

Но и экспериментом не исчерпывается химия в качестве науки. Он открывает доступ к химическим явлениям как таковым, то есть к химическим референтам. Референты (от лат. referre – сообщать) – это наиболее простые объекты теории (выборочные средние). Реа-лизация их потенциала позволяет нам, наконец-то, понять каковы-ми являются химические процессы. От референтов за счет опера-ции индукции восходят к эмпирическим законам, А от них к эмпи-рическим принципам. Но и этим не заканчивается цикл познаниия. Необходимо не только констатировать эмпирические концепты, но и приготовиться к новому циклу познания. А для этого необходимо придать эмпирическим законам и принципам статус гипотетиче-ских образований, посредством которых можно предсказывать ра-нее не изученные факты.

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.

41

Разумеется, крайне важно понимать, что концептуальное содер-жание химии предстает в качестве динамического процесса. Оно выступает как своеобразная развертка потенциала химического знания. Именно поэтому мы сочли возможным использовать двой-ные стрелки. Но в этой связи возникает ряд актуальных для фило-софии 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, пере-хода. Для его наименования необходим специальный термин. На наш взгляд, предпочтительным является термин трансдукция, об-разованный от сочетания двух латинских слов, transitus – переход и ductus – ведение. Именно от слова ductus образованы такие значи-мые для философии науки термины, как дедукция (выведение из концептов большего концептуального веса менее значимые), аб-дукция как противоположность дедукции (переход от менее значи-мых концептов к более значимым), индукция (переход от экспери-ментальных 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 науки¹. Итак, под трансдукцией мы понимаем любой переход от одного концептуального образования науки к другому.

В истории философии науки неоднократно предпринимались попытки осмыслить логику устройства науки. В этой связи особен-но показательны программы Рудольфа Карнапа и Карла Поппера, лидеров соответственно неопозитивистской и постпозитивистской

¹ Термин трансдукция используется в генетике для обозначения переноса вируса-ми генетического материала из одной клетки в другую. В логике под трансдукци-ей порой понимают умозаключение, в котором на основе сходства некоторых свойств объектов делается вывод и о сходстве остальных. Но такое употребление термина трансдукция не является устоявшимся и не имеет существенного значе-ния для логического дела. Таким образом, употребление термина трансдукция в генетике и логике не препятствует приданию ему философско-научного смысла.

42

интерпретации существа науки. Оба они во главу угла примени-тельно к науке ставят законы, дальше начинаются различия.

Карнап восходит от фактов¹ к законам под эгидой индуктивного метода, Поппер, напротив, нисходит от законов к фактам, руково-дствуясь дедукцией. К принципам они обращаются лишь тогда, когда рассуждают об открытии законов (Карнап) или интерпрета-ции 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 об-винить обоих классиков философии науки в известной непоследо-вательности. Карнап, осуществив переход факты – законы, успо-каивается на этом, вообще не стремясь к достижению принципов. Поппер, обратив особое внимание на принцип теоретической отно-сительности, «проскакивает» мимо принципов, сразу же включаясь в переход законы – факты. И у Карнапа, и у Поппера теории пред-ставлены 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 направ-лению от принципов к фактам, а не в обратном направлении. Это обстоятельство часто недопонимается. Но о его актуальности не-двусмысленно свидетельствует история развития научного знания. Между составляющими теории существует определенная концеп-туальная координация, но она имеет место в рамках известной су-бординации.

В этой связи следует различать четыре перехода.

1. Дедукция имеет место при выводе: a) из гипотетических принципов гипотетических законов, а также б) из последних гипо-тетических фактов.

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

¹ Факты – это признаки. Они могут предсказываться, а также фиксироваться в экспериментах.

43

3. Абдукция реализуется как переход: в) от эмпирических фак-тов к эимпирическим законам, г) от эмпирических законов к эмпи-рическим принципам.

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

В результате концептуальные переходы внутри теории реали-зуются 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.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: