Тенденции физикализации химии

История химии свидетельствует о трех этапах этой физикализации¹. Первый этап —проникновение физических идей в химию. Этот этап на­чался еще в XVIII в., и проникновению физических идей химия обязана своим превращением в одну из областей современного естествознания. Физической идеей, сыгравшей решающую роль в химии, стала ньюто­новская идея силы тяготения, присутствующая в его «Математических началах...». Фактически все концепции химического сродства, начиная с концепций, возникших в рамках теории флогистона, и кончая концеп­циями времен Д.И. Менделеева, строились по образцу ньютоновской трактовки гравитационного взаимодействия. Химическое сродство трактовалось как притяжение между частицами веществ, аналогичное всемирному тяготению. При этом химические явления не выводились из механики. Здесь была именно аналогия. Законы химического сродст­ва устанавливались исходя из химического эксперимента, но в них была заложена физическая идея: считалось, что эти законы выражают степень притяжения одного вещества к другому.

Вглядимся внимательнее в логику рассуждения, которая позволила химикам перейти от физического понятия силы к учению о химическом сродстве. Опираясь на понятие силы, Ньютон сформулировал три зна­менитых закона движения, которые сейчас входят под его именем во все учебники физики и механики. Однако эти законы не могли объяснить химическое превращение. Законы Ньютона были и остались законами механики. Путем логической дедукции из этих законов Ньютон вывел законы Кеплера, описал приливы и отливы, Л. Эйлер впоследствии вы­вел законы движения твердого тела. Другое дело — понятие силы, зало­женное в эти законы. Влияние этого понятия выходило далеко за преде­лы механических явлений и вылилось в идею силового взаимодействия, побуждающую искать электрические, магнитные и химические силы.

Согласно Ньютону, силой называется причина, выводящая тело из со­стояния покоя или равномерного и прямолинейного движения. При этом Ньютон специально подчеркивал, что его интересует закон действия силы, выясняемый путем экспериментального исследования, что никакие гипоте­зы о скрытой природе силового взаимодействия не могут заменить экспери­ментальное изучение эффектов этого взаимодействия. В алхимии «сродст­во» веществ мыслилось в виде мистической связи между ними. В начале

¹ См.: Печенкин А.А. Взаимодействие физики и химии. М., 1986.

2.3. Философские проблемы химии                                              201

второй половины XVII в. в естествознании восторжествовал грубый механи­цизм, и химическое взаимодействие объяснялось геометрической формой и размером частиц вещества. Причем выдвигались различного рода умозри­тельные гипотезы об их форме и размерах. Ньютоновская идея силового вза­имодействия изменила ситуацию. В химии были постулированы особого ро­да силы, действующие между химическими частицами и приводящие к превращениям вещества. Была поставлена задача выяснить путем экспери­ментального исследования тот закон, которому подчиняются эти силы.

Одним из первых таких законов была таблица химического сродства, составленная французским химиком Э.Ф. Жоффруа-старшим (начало XVIII в.). Эта таблица выглядела просто: наверху по горизонтали был на­несен ряд символов веществ, под каждым из которых в вертикальных столбцах располагались символы веществ, с которыми это вещество вза­имодействует. Причем ближе к горизонтальной строке располагались символы веществ, которые более активно взаимодействуют с вещества­ми, помещенными в этой строке.

Если таблица Жоффруа — пример одного из первых включений нью­тоновской идеи силы в химию, то следующий факт имеет не только ис­торическое значение. В 60-е гг. XIX в. скандинавские ученые К.М. Гульд-берг (1836—1902) и П. Вааге (1833—1900), используя ньютоновские идеи силы и массы, сформулировали закон действия масс, фундаментальный закон современной химической кинетики. Закон действия масс — аналог ньютоновского закона всемирного тяготения. В качестве меры химичес­кой силы в нем использовано изменение во времени экспериментальной величины — концентрации реагирующего вещества (скорость реакции). Под действующими массами Гульдберг и Вааге также понимали концен­трации взаимодействующих веществ (массы в единице объема). Закон действия масс устанавливает пропорциональность скорости реакции произведению действующих масс, каждая из которых возведена в сте­пень, равную своему стехиометрическому коэффициенту.

Для реакции аА+вВ—> Сзакон действующих масс утверждает, что ско­рость образования вещества С пропорциональна [Л]^а[В]", где [А] и [В] — концентрации веществ А и В.

Второй этап физикализации химии — этап проникновения в химию физических законов. Эти законы уже объясняют химические явления. Рассмотрим, каким образом законы физической теории — термодинами­ки — оказались вовлечены в химическое исследование и дали жизнь фи­зико-химической теории — химической термодинамики. Термодинамика складывалась в процессе изучения принципа действия паровой машины и тепловых двигателей вообще. Применение термодинамики к химии раз­вернулось в конце 70-х и начале 80-х гг. XIX в. в трудах Г. Гельмгольца (1821-1894), Я. Вант-Гоффа (1852-1911) и Дж. Гиббса (1839-1903). Предпосылки тому были созданы развитием учения о химическом срод-

202                                  2. Философские проблемы естествознания

стве. Сам факт использования в химии такого физического понятия, как сила, свидетельствовал о необходимости более глубокого физического объяснения химических явлений. Развитие учения о химическом сродст­ве также привело к интерпретации таких понятий, которые позволили на­вести мосты между термодинамикой и химией, — понятий химического равновесия и энергии. Эти понятия, правда, в разных разделах науки¹. Энергетические характеристики химических процессов рассматривались в термохимии (конец второй половины XIX в.), которая занималась в пер­вую очередь необратимыми неравновесными процессами. Термохимию интересуют переходы химической энергии в тепловую, и наоборот. Тер­мохимия базируется на первом начале термодинамики — принципе энер­гии (частный случай закона сохранения энергии).

Понятие химического равновесия возникло в русле тех идей, о кото­рых говорилось выше. К.Л. Бертолле, размышляя в духе ньютонианских представлений, определил равновесие как равенство сил прямой и об­ратной реакций. При этом сила понималась как сила сродства. Упоми­навшиеся выше Гульдберг и Вааге, следуя Бертолле, ввели константу равновесия химической реакции. Если реакцию описывает уравнение

где прямыми скобками снова обозначены действующие массы, т.е. кон­центрации.

Химическая термодинамика позволяет количественно выразить идею сродства. Исходя из начал термодинамики, Гельмгольц, Вант-Гофф и Гиббс развили метод термодинамических потенциалов, термодинамичес­ких величин, убыль которых, аналогично убыли потенциальной энергии в механике, указывает направление самопроизвольного протекания хими­ческих процессов (при достижении равновесия значение химического по­тенциала становится минимальным). В 1882 г. Гельмгольц в статье «К тер­модинамике химических реакций» предложил разделить химическую энергию на части: способную превращаться в теплоту и способную произ­водить работу. Первую он назвал связанной энергией, а вторую — свобод­ной, определяющей направление химических реакций. Согласно Гельмгольцу, именно значение свободной энергии, а не тепловой эффект реакции служит мерой химического сродства.

Примерно в то же время Гиббс ввел в качестве критерия химических превращений изохорно-изотермический потенциал, называемый также свободной энергией при постоянном объеме, и изобарно-изотермичес-

¹ См.: Добротин Р.Б., Соловьев Ю.И. Вант-Гофф. М., 1977. С. 116.

2.3. Философские проблемы химии                                              203

кий потенциал, получивший название свободной энергии при постоян­ном давлении. Поскольку первый потенциал совпал с той характеристи­кой химических превращений, которую ввел Гельмгольц, его стали на­зывать свободной энергией по Гельмгольцу. Изобарно-изотермический потенциал получил название свободной энергии по Гиббсу.

В современной химической термодинамике используются и другие функции, играющие роль потенциалов. Химическая термодинамика, одна­ко, лишь частично проясняет природу того явления, которое химики обо­значили как сродство. Во-первых, термодинамические потенциалы опреде­ляют лишь необходимые, а не достаточные условия протекания процессов. Во-вторых, они работают лишь вблизи равновесия. Последнее следует из природы термодинамики: вычисляя термодинамические потенциалы, хи­мики трактуют химическое превращение как обратимый процесс, т.е. про­текающий так, что равновесие, по сути дела, не нарушается.

Химическая термодинамика и электрохимия составляют ядро особой дисциплины, называемой физической химией. Как та, так и другая тео­рия возникает из физического объяснения химических явлений. Как та, так и другая формируется в конце XIX в.

Третий этап физикализации химии — физическое описание и объясне­ние «святая святых» химии — химической связи и химического взаимодей­ствия. К концу 20-х гг. XX в. складывается новая фундаментальная теория — квантовая механика (Н. Бор, В. Гейзенберг, Э. Шрёдингер, П. Дирак и др.). И почти сразу же начинается ее применение к химии. В 1927 г. В. Гейтлер и Ф. Лондон, следуя работе В. Гейзенберга об атоме гелия, рассчитали энергию связи молекулы водорода и тем самым показали, что химическая связь — квантовое явление. Расчет Гейтлера и Лондона многократно совершенство­вался и улучшался, в конечном итоге точность теоретического вычисления намного превзошла точность измерения этой энергии.

За работами по молекуле водорода появилось огромное количество теоретических работ по структуре молекул всех видов. Как и расчет Гейт­лера и Лондона, эти работы использовали приближенные методы. Точ­ный квантово-механический расчет возможен лишь для простейшего атома — атома водорода. Простейшая молекулярная система — молеку­лярный ион водорода (Н₂⁺) — может быть рассчитана точно, если при­нято приближение «неподвижных ядер»: единственный электрон этой системы рассматривается в поле двух фиксированных ядер.

Чтобы проследить, как формировалась квантовая теория строения мо­лекул, остановимся на доквантовых электронных представлениях химии. Мы здесь должны вернуться к первому этапу физикализации — проник­новению физических идей в химию. Выше речь шла о проникновении ньютоновской идеи силы в химию. На этой базе в XVIII и XIX вв. форми­ровались теории химического сродства. В начале XX в. в химию проника­ет идея электрона как фактора, обеспечивающего химическую связь. Хо-

204                                  2. Философские проблемы естествознания

тя электрон был открыт Дж.Дж. Томсоном в 1897 г., электронные концеп­ции химической связи стали складываться в 1920-е гг. на базе представле­ний, возникших в ходе разработки квантовой теории атома и молекулы. Остановимся лишь на идее электронной пары Дж. Льюиса (выше речь шла о теории кислот и оснований Льюиса). Заменив в традиционных структурных формулах штрих, характеризующий межатомную связь на двоеточие, символизирующее электронную пару, Льюис получил следую­щие электронные формулы:

Приведенные формулы не вытекают из какой-либо физической теории. Они базируются на эмпирической химической и физико-химической ин­формации. Однако выразительные возможности электронных формул вы­ше, чем у обычных структурных формул. Помещая двоеточие ближе к одно­му из атомов, Льюис изображал полярные связи, например I: С1, включая двоеточие в восьмерку точек, изображающую октет одного из атомов, — ионную связь, например Na⁺ [:: C1:: ]^—. «Преимущество новых электронных формул Льюиса, — писал В. Хюккель, — перед старыми формулами Куперса (имеются в виду обычные структурные формулы. — А. П.) следующее: благо­даря замене черты связи двумя точками, изображающими электроны, фор­мулам придана большая гибкость, так как точки не прикреплены к отдель­ным атомным символам и могут переходить от одного атома к другому»¹.

Представление об образовании химической связи путем спаривания электронов оказалось весьма существенным при разработке приближен­ных методов квантовой механики. Исторически первый из них так и на­зывается методом электронных пар (другое название — метод валентных схем). По сути дела, этим методом Гейтлером и Лондоном была рассчи­тана энергия связи в молекуле водорода. Поскольку уже эта молекула слишком сложна для точных квантовых расчетов, ученые исходили из приближенной волновой функции, представляющей состояние элек­тронной пары, принадлежащей сразу двум атомам водорода (поделен­ной между двумя атомами):

u (\, 2) = a (\) b (2)± b ( l ) a (2), где а и b — одноэлектронные волновые функции для обоих атомов, 1 и 2 обозначают пространственные координаты обоих электронов. Найдя приближенное значение энергии, Гейтлер и Лондон обнаружили, что хи­мическая связь не соответствует симметричной комбинации волновых функций атомов аи Ь, антисимметричная комбинация соответствует от-

¹ Хюккель В. Теоретические основы органической химии. М., 1955. С. 37.

2.3. Философские проблемы химии                                              205

сутствию связи. Аналогичный анализ Не₂ показал, что связь здесь не должна образовываться, что подтверждается фактами.

Впоследствии расчет Гейтлера и Лондона улучшали, учитывая состоя­ния, в которых, скажем, электронная пара смещена к одному из двух атомов.

В случае более сложных молекул волновые функции составлялись по аналогии с волновой функцией молекулы водорода. При этом обычно также предполагалась аддитивность полной энергии молекулы: она счи­талась складывающейся из энергий химических связей, соответствую­щих ее структурной формуле.

В ряде случаев структуру соединения выражает не одна схема спари­вания электронов, а ряд таких схем. Это справедливо как в отношении соединений, которые традиционно описывались рядом формул, напри­мер для бензола, так и для некоторых соединений, которые описывались одной структурной формулой.

Например, реакционная способность воды будет полнее описана, если, кроме традиционной схемы спаривания Н: 0: Н, будут учтены ионные схемы [Н⁺]ГО: Н]и[Н: 0-][Н⁺].

Многоформульное представление строения химических соединений было сначала предложено Льюисом в развитие его электронных идей и получило название теории мезомерии. В квантовой механике уже в раз­витие идей Гейтлера и Лондона такое представление было использовано Л. Полингом и получило название теории резонанса¹.

До сих пор речь шла о квантово-механическом объяснении химичес­кой связи. Но квантовую механику прилагают и к объяснению химичес­кого взаимодействия. Как и в случае молекулярных систем, эти работы были начаты с рассмотрения простейшего взаимодействия — реакции между молекулой водорода и атомом водорода, происходящей при орто-пара конверсии водорода:

Н + Н₂ (орто) -» Н₂(пара) + Н.

Было показано, что свойства этой системы полностью определяются соответствующим уравнением Шрёдингера. Была рассчитана поверх­ность потенциальной энергии, т.е. поверхность, которая представляет энергию связей системы как функцию пространственных координат.

Как и в случае вопроса о химическом строении, достаточно точные теоретические расчеты (как расчет системы Н + Я₂) лишь определили общий подход, который затем применялся при качественном оценоч­ном объяснении и предсказании хода химических реакций. М.Поляни (кстати, известный своими философскими работами) обобщил резуль­таты, полученные для указанной выше системы, на реакции замещения

А + ВС^АВ +С.

Химическая теория резонанса стала объектом идеологической кампании в период позднего сталинизма. См. статью автора настоящего раздела в кн.: Метафизика и идеоло­гия в истории естествознания. М., 1994.

206                                  2. Философские проблемы естествознания

Итак, квантовая механика выполняет в отношении химии все три функции физической теории. Она дает идеи: резонанса, молекулярной орбитали и т.д. Она объясняет образование химических соединений и ход химических реакций. Кроме того, эта теория составляет теоретичес­кую базу ряда центральных разделов химической науки. Она позволяет фундированно вести обсуждение тех вопросов, которые до этого обсуж­дались лишь в расчете на эмпирию, она определяет перспективу уточне­ния теоретических расчетов и понятий.

Заключение

Развитие современной химии обнаруживает, по меньшей мере, две тен­денции. Первая тенденция только что рассматривалась. Это тенденция физикализации — внедрение в химическую науку физических идей и ме­тодов, подведение под химию теоретико-физического фундамента (фи-зикализация химии — аналог математизации физики). Вторая тенденция обнаруживается в эволюции концептуальных систем химии. Это тенден­ция к формированию системных понятий, раскрывающих предмет этой науки — вещество (понятий «состав», «свойство» и т.д.). Указанные две тенденции могут рассматриваться как независимые: физикализация хи­мии не предполагает обязательного развития системных представлений этой науки, и, наоборот, развитие системных представлений, вообще го­воря, может быть не связано с физикализацией. Более того, эти тенден­ции могут рассматриваться как альтернативные. Благодаря развитию си­стемных представлений химия как бы «убегает» от физикализации: на каждый новый шаг на пути физикализации химии химики реагируют но­выми системными химическими идеями, еще не оформленными в физи­ческих понятиях и не имеющими твердой физической основы.

Указанные две тенденции могут быть сопоставлены с декартовской прямоугольной системой координат: физикализация химии может быть представлена как, скажем, ось абсцисс, а эволюция концептуальных си­стем — как ось ординат. В этой «системе координат» помещается исто­рия современной химии или, по крайней мере, ее значительные фраг­менты. Это значит, что исторические события могут быть описаны по своим «проекциям» на «оси координат» — на физикализацию химии и на развитие ее системных представлений. Иными словами, многие шаги химической мысли могут быть представлены в виде шагов по оси «физи­кализации» и/или по оси «развитие системных представлений».

Применяемая здесь схема развития химии расходится с «одномерны­ми», «линейными» трактовками истории этой науки, встречающимися в советской литературе. Мы выстраиваем историю химии в двумерном про­странстве, проще говоря, на плоскости, очерченной осями координат «фи­зикализация» и «эволюция концептуальных систем». В химии, как и в на-

2.3. Философские проблемы химии                            207

уке вообще, не было «царского пути». Чтобы осмыслить ее историю, надо принять во внимание различные тенденции, из которых выше рассматри­вались две. Если бы мы проследили в истории химии третью, четвертую и т.д. тенденции, мы получили бы более полное представление о месте в ней концепций самоорганизации. Скажем, было бы полезно остановиться на тенденции математизации химии, на тенденции сближения химии с теоре­тической технологией. Разбор этих тенденций, однако, не входит в наш за­мысел. Ограничимся лишь повторением того, что было отмечено, а имен­но — развитие науки не просто двумерно, но многомерно, и всякая схема ее развития с неизбежностью предположительна и относительна.

Вопросы для самопроверки

1. В чем актуальность вопроса о предмете химии?

2. Сводится ли химия к физике?

3. Что такое вещество?

4. Каким образом понятие естественного вида позволяет раскрыть специфи­ку вещества как предмета химии?

5. Каковы основные этапы физикализации химии?

6. Какова концептуальная связь структурных теорий и учения о химическом процессе?

Темы рефератов

1. Книга Б.М. Кедрова «День одного великого открытия» и ее значение для философии и истории химии.

2. Химия и физика: редукция или интеграция?

3. Место реакции Белоусова—Жаботинского в химии и в современной науке.

4. Соотношение истории и философии химии.

5. Строение современной химической теории.

Литература

Кедров Б.М. День одного великого открытия. М., 2001.

Концепции самоорганизации. Становление нового образа научного мышле­ния / Рук. авторского коллектива А.А. Печенкин. М., 1994. Гл. 1, 2 и 5.

Кузнецов В.И. Общая химия. Тенденции развития. М., 1989.

Печенкин А.А. Взаимодействие физики и химии. Философско-методологиче-ские проблемы. М., 1986.

Пригожий И.Р. От существующего к возникающему. М., 1985.

208                                  2. Философские проблемы естествознания

2.4. Философские проблемы географии

2.4.1. Место географии в генетической классификации наук и ее внутренняя структура

Генетическая классификация наук, построенная «по формам движения», играет роль общего методологического принципа изучения сложнейших теоретических вопросов науки, в нашем случае — географии. Во-первых, это требует уточнения сложившихся представлений об объекте и предмете географии. Даже постановка вопроса о месте географии в данной класси­фикации нуждается в специфическом философском анализе содержания географической науки. Относится ли вообще география к данному типу на­ук? Во-вторых, какое место среди объектов других наук занимает объект географии и как он генетически и структурно связан с ними? В-третьих, это является основанием для изучения соотношения законов и методов геогра­фии как науки с законами и методами пограничных с ней наук. В-четвер­тых, уже этих вопросов достаточно для обоснования географии и необходи­мости ее дальнейшего развития. В-пятых, определить место географии в генетической классификации наук — значит глубже понять ее содержание и внутреннюю структуру. Это методологическая основа понимания единст­ва физической географии и социально-экономической географии, соотно­шения их дисциплин и, наконец, изучения географии как особого социаль­ного института, закономерностей ее возникновения и развития.

Мы не случайно поставили вопрос о месте географии именно в гене­тической классификации наук, поскольку обращение к другим видам классификации наук этих вопросов не решает.

Географическая реальность. Вопрос о географической реальности не так прост. Если существует географическая реальность, то каковы ее сущность, содержание, причины возникновения и основа существова­ния? Как географическая реальность связана с другими видами реально­сти? Только ли география (и какая — физическая или социально-эконо­мическая) изучает эту реальность и проводят ли другие науки подобные исследования?

Обычно под реальностью понимают совокупность взаимосвязанных и обусловливающих друг друга объектов и процессов. Конечно, наука не сразу приходит к глубокому пониманию реальности. Объекты последней разделяются вначале по различным свойствам и лишь потом по законам строения и функционирования и, наконец, по причинам возникновения и способам существования. От объектного, вещного понимания содер­жания объективной реальности наука на основе развивающейся практи­ки и ее меняющихся потребностей приходит к системному видению ре­альности. Основным типом подобных систем являются диалектические

2.4. Философские проблемы географии                                            209

саморазвивающиеся системы, в которых создается основное материаль­ное содержание мира.

Под диалектической системой — носителем особой формы движения материи — можно понимать саморазвивающуюся систему, состоящую из специфического вида материи и условий его существования. Вид ма­терии есть материальное образование, обладающее специфической фор­мой отражения, адекватной способу его существования. Очевидно, что сознание человека, ощущение, раздражимость и возбудимость в живой природе, а также специфические формы реагирования образующихся минералов и горных пород на условия их существования являются фор­мами отражения, адекватными способу существования каждого из на­званных видов материи. Условия существования вида материи есть сово­купность элементов внешней среды, вовлеченная во взаимодействие с видом материи и преобразованная им. Так, социальный вид материи, люди, в материальном производстве из материала внешней природы со­здают социальные вещи, в первую очередь средства производства. В би­огеоценозе микроорганизмы, растения и животные преобразуют эле­менты материнской горной породы в биологическое явление — почвы. В геологических системах минералы и горные породы образуются из элементов растворов или расплавов.

Интересно, что еще в начале XX в. А.И. Воейков выделял Аральское море как самостоятельную вечную географическую систему с замкну­тым тепловлагообменом. Эта система представляет собой диалектичес­кое единство объектов гидросферы и тропосферы, которые взаимно по­рождают и обусловливают существование друг друга. Так, испарение с поверхности Арала порождает особую воздушную массу со специфиче­ской системой облаков и облачных систем, которые переносят влагу на отроги Памира и Тянь-Шаня. Формирующийся снежный покров и ледники возвращают затем с помощью рек Аму-Дарьи и Сыр-Дарьи влагу в Аральское море. Метахронное развитие систем покровного оле­денения Северного и Южного полушарий Земли, описанное К.К. Мар­ковым, также расширяет наше представление о диалектических само­развивающихся системах, в основе которых лежит географический тепловлагообмен.

Основным критерием выделения этого типа систем является наличие специфического вида материи и характерных для него, им же созданных условий существования. В современном естествознании каждая подоб­ная совокупность однокачественных систем рассматривается как особая реальность, относящаяся к определенному уровню организации мате­рии. Каждый из этих уровней, или реальностей, выступает как основной объект исследования той или иной науки. Вопрос о том, относятся ли к географической реальности системы, состоящие из объектов гидросфе­ры и тропосферы с включенными в них скульптурными формами рель-

210                                  2. Философские проблемы естествознания

ефа (все это создано географическим тепловлагообменом), не вызывает сомнений у современных географов. Но исчерпывается ли содержание географической реальности только одним этим типом географических систем? А системы ландшафтоведения и системы социально-экономи­ческой географии — разве это не географическая реальность, не мир, ко­торый изучает география?

Ответить на эти вопросы нелегко. Прежде всего попробуем предста­вить себе иерархию реальностей или их историческую последователь­ность возникновения. За исключением группы физических форм дви­жения (процессов) все известные нам формы движения материи возникают и существуют не просто в пределах Галактики, а вся их исто­рия разворачивается только на планетах. При этом какие бы связи и от­ношения ни устанавливались в развитии планеты между этими реально­стями, главное — это возникновение ее материальных объектов, т.е. тех процессов или форм движения, которые производят и воспроизводят все ее содержание. Так, отсутствие разумной жизни на планете говорит об отсутствии там социальной реальности (по крайней мере, на данном этапе развития).

Рассмотрим основные этапы развития Земли. Вначале на планете возникают физические и химические процессы или формы движения материи, с которыми связано существование физической и химической реальностей. Затем появляется геологическая реальность, представлен­ная системами, которые со временем сливаются в целостную систему — литосферу. Наличие литосферы — необходимое условие возникновения первичных географических систем, состоящих из объектов гидросферы, тропосферы и скульптурных форм рельефа. Эти системы выступают в качестве носителей таких географических явлений, как климат, сток и рельеф. Эти первичные географические системы играют в жизни плане­ты существенную роль. Во-первых, они возникают не на каждой плане­те, более того, они являются высшим этапом развития неживой приро­ды вообще. Во-вторых, эти географические условия необходимы для возникновения жизни на планете или, по крайней мере, ее высших форм. И, в-третьих, только при наличии развитых географических усло­вий возможен переход от биологической жизни к разумной цивилиза­ции. Смена группы физических форм движения химической, геологиче­ской, географической, биологической и, наконец, социальной формой движения — такова историческая последовательность возникновения принципиально новых реальностей в развитии Земли как планеты.

Однако подобное соотношение формы движения, вида реальности и объекта не всегда устраивает науку. Возьмем, например, географию. Воз­никновение систем первичной географической оболочки, состоящих из объектов гидросферы, тропосферы и скульптурных форм рельефа, в своей основе имеет особый географический процесс, или тепловлагообмен меж-

2.4. Философские проблемы географии                                            211

ду этими компонентами, который является и причиной их возникновения, и основой их существования и развития. Эти географические системы, со­держанием которых выступает климат, сток и рельеф, — главный объект обшей физической географии. Но это никак не исчерпывает всего содер­жания географической науки. Сложность уже этой географической реаль­ности заставляет нас общую физическую географию подразделять на част­ные физико-географические науки, объектом исследования которых служат отдельные компоненты физико-географической системы. Возни­кают гидрология, океанология, криолитология, климатология и геомор­фология. Отметим, что становление этих наук отвечает уровню потребно­стей современной общественной практики. Общество до сих пор не располагает возможностью исследования географической системы или первичной географической реальности как целого и применения этих зна­ний в практических целях.

Можно отметить, что первичная географическая реальность состоит из двух типов систем: диалектических и автономных. Последние как ча­сти диалектических систем возникают и существуют только в рамках данного целого. Как и целостная система, они существуют на основе единого географического тепловлагообмена. Но законы строения и функционирования диалектического целого не сводятся к сумме зако­нов его частей. Поэтому законы общей физической географии и законы частных физико-географических наук отличаются друг от друга.

Корреляционные системы в географии. Если названные выше объекты первичной географической реальности своей сущностью имеют геогра­фический тепловлагообмен, т.е. возникают и существуют только на ос­нове этого географического процесса и отличаются друг от друга как ча­сти и целое, то этого нельзя утверждать об объекте ландшафтоведения. Но кто скажет, что ландшафты не являются географической реальнос­тью? Этот тип систем широко и давно изучается в географии. Он и до сих пор считается едва ли не единственным собственно географическим объектом. Особенность этого типа систем заключается в том, что систе­мообразующими связями в них выступает корреляция или приспособле­ние компонентов более высокого порядка к компонентам, более низким по организации. Еще А. Тенсли, определяя экосистему, отмечал, что в экосистеме климат заставляет почвы адаптироваться к его особеннос­тям, но обратное влияние почв на климат ничтожно мало. Все это отно­сится и к ландшафту. Заметим в этой связи, что Л.С. Берг понимал при­родный ландшафт как совокупность рельефа, климата и растительного покрова и что их совокупность образует особый «ландшафтный орга­низм». А если говорить о культурных ландшафтах, то в их содержание Берг включал человека и произведения его культуры. Город или деревня также рассматривались им как составные части культурного ландшафта. Географию он понимал как науку о ландшафтах.

212                                  2. Философские проблемы естествознания

Все это помогает понять, что системообразующими факторами в природном ландшафте являются факторы географические — климат, сток и рельеф. Это и позволяет считать ландшафты географическими системами. Но ландшафты представляют собой географические систе­мы особого типа, которые формируются на стыке географической обо­лочки и биосферы, состоящей из биогеоценозов. Они принципиально отличаются от объектов гидросферы и тропосферы — первичной геогра­фической реальности по своему содержанию, системообразующим свя­зям и вертикальной мощности. Они вторичны по происхождению (воз­никают только с появлением жизни на Земле) и имеют другую сущность, по сравнению с рассмотренными выше физико-географическими сис­темами, в основе которых лежит географический тепловлагообмен.

Природные ландшафты включают в себя системы живой природы — почвы и живые организмы. А культурные ландшафты — человека и про­изведения его культуры. Изучением ландшафтов занимается не физичес­кая география, как отмечал Ф.Н. Мильков, а особая наука — ландшафто-ведение, которое он рассматривал как частную физико-географическую науку, подобную геоморфологии, климатологии и гидрологии. Он высту­пал против отождествления географической и ландшафтной оболочек Земли. Однако, учитывая разную системную сущность рассмотренных выше объектов физической географии, с одной стороны, и ландшафта — с другой, можно утверждать, что ландшафтоведение не является частной физико-географической наукой, как, например, климатология, гидроло­гия или геоморфология. Ландшафтоведение лежит на стыке физической географии и биологии, а в случае культурных ландшафтов — и на стыке с некоторыми общественными науками.

Системы социально-экономической географии. Географические систе­мы, подобные ландшафтам, с корреляционными системообразующими связями, изучаются социально-экономической географией. Будучи по основным параметрам наукой общественной, она относится к совокуп­ности географических наук, поскольку изучает экономические и соци­альные процессы и явления в территориальном, географическом аспек­те. Понятно, что эти системы относятся к новой реальности, которая не сводится ни к природной, географической, ни к социальной реальности. Эти системы лежат на стыке общества и географической природы. Эко­номическая и социальная география, опираясь, с одной стороны, на за­коны развития общества, а с другой — на законы природы, занята ана­лизом и прогнозом территориальных взаимодействий в системе «природа — население — хозяйство». Так современные отечественные географы трактуют объект и предмет социально-экономической геогра­фии. На наш взгляд, в этом определении необходимо уточнить, что име­ется в виду взаимодействие с географической природой (климат, сток, рельеф), а не с любыми природными явлениями и процессами. Идет ли

2.4. Философские проблемы географии                                            213

речь о рациональной территориальной организации производительных сил, о пространственных структурах населения, природопользования и хозяйства, анализируются ли территориально-производственные ком­плексы (ТПК) и экономические районы, энергетические и транспорт­ные системы, системы расселения, промышленные узлы или агропро­мышленные комплексы, — географическим аспектом исследования всегда является учет именно природно-географических условий.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: