Физика и химия — чем отличаются эти науки?

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия Лекция № 1 Тема: Введение План 1. Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и

Физика и химия — чем отличаются эти науки?

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия

Лекция № 1

Тема: Введение

План

1. Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, теория.

Основные науки о природе (физика, химия, биология), их сходство и отличия.

Слово «естествознание» означает знание о природе. Поскольку природа чрезвычайно многообразна, то в процессе ее познания формировались различные естественные науки: физика, химия, биология, астрономия, география, геология и многие другие. Каждая из естественных наук занимается изучением каких-то конкретных свойств природы. При обнаружении новых свойств материи появляются новые естественные науки с целью дальнейшего изучения этих свойств или, по крайней мере, новые разделы и направления в уже имеющихся естественных науках. Так сформировалась целая совокупность естественных наук. По объектам исследования их можно разделить на две большие группы: науки о живой и неживой природе. Важнейшими естественными науками о неживой природе являются : физика, химия, астрономия.

Физика– наука, которая изучает наиболее общие свойства материи и формы ее движения (механическую, тепловую, электромагнитную, атомную, ядерную). Физика имеет много видов и разделов (общая физика, теоретическая физика, экспериментальная физика, механика, молекулярная физика, атомная физика, ядерная физика, физика электромагнитных явлений и т.д).

Химия– наука о веществах, их составе, строении, свойствах и взаимных превращениях. Химия изучает химическую форму движения материи и делится на неорганическую и органическую химию, физическую и аналитическую химию, коллоидную химию и т.д.

Астрономия– наука о Вселенной. Астрономия изучает движение небесных тел, их природу, происхождение и развитие. Важнейшими разделами астрономии, которые сегодня превратились, по существу, в самостоятельные науки, являются космология и космогония.

Космология– физическое учение о Вселенной как целом, ее устройстве и развитии.

Космогония– наука, которая изучает вопросы происхождения и развития небесных тел (планет, Солнца, звезд и др.). Новейшим направлением в познании космоса является космонавтика.

Биология– наука о живой природе. Предметом биологии является жизнь как особая форма движения материи, законы развития живой природы. Биология, по-видимому, является самой разветвленной наукой (зоология, ботаника, морфология, цитология, гистология, анатомия и физиология, микробиология, вирусология, эмбриология, экология, генетика и т.д.). На стыке наук возникают смежные науки, такие как физическая химия, физическая биология, химическая физика, биофизика, астрофизика и т.д.

Итак, в процессе познания природы формировались отдельные естественные науки. Это необходимый этап познания – этап дифференциации знаний, дифференциации наук. Он обусловлен необходимостью охвата все большего и все более разнообразного числа исследуемых природных объектов и более глубокого проникновения в их детали. Но природа – это единый, уникальный, многогранный, сложный, самоуправляющийся организм. Если природа едина, то единым должно быть и представление о ней с точки зрения естественной науки. Такой наукой является естествознание.

Естествознание– наука о природе как единой целостности или совокупность наук о природе, взятая как единое целое. Последние слова в этом определении еще раз подчеркивают, что это не просто совокупность наук, а обобщенная, интегрированная наука. Это означает, что сегодня дифференциация знаний о природе сменяется их интеграцией. Эта задача обусловлена, во-первых, объективным ходом познания природы и, во-вторых, тем, что человечество познает законы природы не ради простого любопытства, а для использования их в практической деятельности, для своего жизнеобеспечения.

2. Естественнонаучный метод познания и его составляющие: наблюдение, измерение, эксперимент, гипотеза, теория.

Метод— это совокупность приемов или операций практической или теоретической деятельности.

Методы научного познания включают так называемые всеобщие методы, т.е. общечеловеческие приемы мышления, общенаучные методы и методы конкретных наук. Методы могут быть классифицированы и по соотношениюэмпирического знания (т.е. знания полученного в результате опыта, опытного знания) и знания теоретического, суть которого — познание сущности явлений, их внутренних связей.

Особенности естественнонаучного метода познания:

1. Носит объективный характер

2. Предмет познания типичен

3. Историчность не обязательна

4. Создает только знание

5. Естествоиспытатель стремится быть сторонним наблюдателем

Чем физические явления отличаются от химических? Физические и химические явления: примеры

Часто от многих людей, которые обсуждают тот или иной процесс, можно услышать слова: «Это физика!» или «Это химия!» Действительно, практически все явления в природе, в быту и в космосе, с которыми встречается человек в течение своей жизни, можно отнести к одной из этих наук. Интересно разобраться, чем физические явления отличаются от химических.

Наука физика

Прежде чем отвечать на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, необходимо разобраться, какие объекты и процессы исследует каждая из этих наук. Начнем с физики.

Вам будет интересно: Ангажировать – что это: значение слова, его происхождение и синонимы

С древнегреческого языка слово «fisis» переводится, как «природа». То есть, физика — это наука о природе, которая изучает свойства объектов, их поведение в различных условиях, преобразования между их состояниями. Цель физики заключается в определении законов, которые регулируют происходящие природные процессы. Для этой науки не важно, из чего состоит изучаемый объект, и каков его химический состав, для нее важно лишь, как будет себя вести объект, если воздействовать на него теплом, механической силой, давлением и так далее.

Физика делится на ряд разделов, которые изучают определенный более узкий круг явлений, например, оптика, механика, термодинамика, атомная физика и так далее. Кроме того, многие самостоятельные науки зависят полностью от физики, например, астрономия или геология.

Наука химия

В отличие от физики, химия является наукой, изучающей структуру, состав и свойства материи, а также ее изменение в результате химических реакций. То есть, объектом изучения химии является химический состав и его изменение в ходе определенного процесса.

Химия, как и физика, имеет множество разделов, каждый из которых изучает определенный класс химических веществ, например, органическая и неорганическая, био- и электрохимия. На достижения этой науки опираются исследования в медицине, биологии, геологии и даже астрономии.

Интересно отметить, что химия, как наука, не признавалась древнегреческими философами из-за ее ориентированности на эксперимент, а также из-за псевдонаучных знаний, которые ее окружали (напомним, что современная химия «родилась» из алхимии). Только с эпохи Возрождения и во многом благодаря работам английского химика, физика и философа Роберта Бойля химию стали воспринимать как полноценную науку.

Примеры физических явлений

Можно привести огромное число примеров, которые подчиняются физическим законам. Например, каждый школьник знает уже в 5 классе физическое явление — движение автомобиля по дороге. При этом не важно, из чего состоит этот автомобиль, откуда он берет энергию, чтобы двигаться, важно лишь то, что он перемещается в пространстве (по дороге) вдоль некоторой траектории с определенной скоростью. Более того, процессы разгона и торможения автомобиля также являются физическими. Движением автомобиля и других твердых тел занимается раздел физики «Механика».

Вам будет интересно: Интернированный – это что такое? Значение слова и его происхождение

Еще один всем известный пример физических явлений — таяние льда. Лед, будучи твердым состоянием воды, при атмосферном давлении может сколь угодно долго существовать при температурах ниже 0 oC, но, если температуру окружающей среды увеличить хотя бы на долю градуса, либо, если льду непосредственно передать тепло, например, взяв его в руку, то он начнет таять. Этот процесс, который идет с поглощением тепла и изменением агрегатного состояния материи, является исключительно физическим явлением.

Другими примерами физических явлений являются плавание тел в жидкостях, вращение планет по своим орбитам, электромагнитное излучение тел, преломление света при переходе через границу двух разных прозрачных сред, полет снаряда, растворение сахара в воде и другие.

Примеры химических явлений

Как было сказано выше, любые процессы, которые происходят с изменением химического состава тел, принимающих в них участие, изучаются химией. Если возвращаться к примеру с автомобилем, то можно сказать, что процесс сжигания топлива в его двигателе является ярким примером химического явления, поскольку в результате него углеводороды, взаимодействуя с кислородом, приводят к образованию совершенно других продуктов сгорания, основными из которых являются вода и углекислый газ.

К еще одному из ярких примеров рассматриваемого класса явлений относится процесс фотосинтеза в зеленых растениях. Изначально они располагают водой, углекислым газом и солнечным светом, после же завершения фотосинтеза исходных реагентов уже нет, а на их месте образуются глюкоза и кислород.

Читайте также  Чем отличаются препараты «викасол» или «дицинон» и что лучше

В общем случае можно говорить, что любой живой организм представляет собой настоящий химический реактор, поскольку в нем происходят огромное количество преобразовательных процессов, например, распад аминокислот и образование из них новых протеинов, перевод углеводородов в энергию для мышечных волокон, процесс дыхания человека, при котором гемоглобин связывает кислород, и многие другие.

Одним из удивительных примеров химических явлений в природе признано холодное свечение светлячков, которое является результатом окисления специального вещества — люциферина.

В технической сфере примером химических процессов является изготовление красителей для одежды и продуктов питания.

Отличия

Чем физические явления отличаются от химических? Ответ на этот вопрос можно понять, если проанализировать приведенную выше информацию об объектах изучения физики и химии. Основным отличием между ними является изменение химического состава рассматриваемого объекта, наличие которого свидетельствует о преобразованиях в нем, в случае же неизменных химических свойствах тела говорят о физическом явлении. Важно не путать перемену в химическом составе и изменение структуры, под которой понимается пространственное расположение атомов и молекул, образующих тела.

Обратимость физических и необратимость химических явлений

В некоторых источниках, при ответе на вопрос, чем физические явления отличаются от химических, можно встретить информацию о том, что физические явления являются обратимыми, а химические — нет, однако, это не совсем верно.

Направление любого процесса можно определить, используя законы термодинамики. Эти законы говорят, что всякий процесс может идти самопроизвольно только в случае уменьшения его энергии Гиббса (уменьшении внутренней энергии и увеличении энтропии). Однако, этот процесс всегда можно обратить вспять, если использовать внешний источник энергии. Для примера скажем, что недавно ученые открыли обратный фотосинтезу процесс, который является химическим явлением.

Процесс горения

Этот вопрос был специально вынесен в отдельный пункт, поскольку многие люди считают горение химическим явлением, но это не верно. Однако, считать процесс горения физическим явлением, тоже будет неправильно.

Распространенное явление горения (костер, сгорание топлива в двигателе, газовая конфорка или горелка и т. д.) — это сложный физико-химический процесс. С одной стороны, он описывается цепью химических реакций окисления, но с другой стороны, в результате этого процесса происходит сильное тепловое и световое электромагнитное излучение, а это уже область физики.

Где находится граница между физикой и химией?

Физика и химия — это две разные науки, которые обладают различными методами исследования, при этом физика может быть как теоретической, так и практической, химия же является, в основном, практической наукой. Однако, в некоторых областях эти науки соприкасаются настолько близко, что граница между ними размывается. Ниже приводятся примеры научных отраслей, в которых трудно определить, «где физика, а где химия»:

  • квантовая механика;
  • ядерная физика;
  • кристаллография;
  • материаловедение;
  • нанотехнологии.

Как видно из списка, физика и химия тесно пересекаются, когда рассматриваемые явления имеют атомный масштаб. Такие процессы принято называть физико-химическими. Любопытно отметить, что единственным человеком, который получил Нобелевскую премию по химии и физике одновременно, является Мария Склодовская-Кюри.

Чем химическая физика отличается от физхимии?

Химическая физика изучает электронную структуру молекул и твердых тел, молекулярные спектры, элементарные акты химических реакций, процессы горения и взрыва, то есть физические аспекты химических явлений. Термин введен немецким химиком А. Эйкеном в 1930.

Сформировалась в 1920-х гг. в связи с развитием квантовой механики и использованием ее представлений в химии. Граница между химической физикой и физической химией условна. Предмет физической химии наоборот: химический результат физического воздействия (например, смерть человека в результате удара его кирпичем по голове). Одним из достижений химической физики следует считать теорию разветвленных цепных реакций.

Основатель Института химической физики РАН Н.Н. Семенов вел глубокие исследования цепных реакций. Они представляют собой серию самоинициируемых стадий в химической реакции, которая, однажды начавшись, продолжается до тех пор, пока не будет пройдена последняя стадия. Несмотря на то, что немецкий химик М. Боденштейн впервые предположил возможность таких реакций еще в 1913 г., теории, объясняющей стадии цепной реакции и показывающей ее скорость, не существовало. Ключом же к цепной реакции служит начальная стадия образования свободного радикала – атома или группы атомов, обладающих неспаренным электроном и вследствие этого чрезвычайно химически активных. Однажды образовавшись, он взаимодействует с молекулой таким образом, что в качестве одного из продуктов реакции образуется новый свободный радикал. Новообразованный свободный радикал может затем взаимодействовать с другой молекулой, и реакция продолжается до тех пор, пока что-либо не помешает свободным радикалам образовывать себе подобные, т.е. пока не произойдет обрыв цепи.

Особенно важной цепной реакцией является реакция разветвленной цепи, открытая в 1923 г. физиками Г.А. Крамерсом и И.А. Кристиансеном. В этой реакции свободные радикалы не только создают активные центры, но и множатся, создавая новые цепи и ускоряя реакцию. Фактический ход реакции зависит от ряда внешних ограничителей, например таких, как размеры сосуда, в котором она происходит. Если число свободных радикалов быстро растет, то реакция может привести к взрыву. В 1926 г. два студента Н.Н. Семенова впервые наблюдали это явление, изучая окисление паров фосфора водяными парами. Эта реакция шла не так, как ей следовало идти в соответствии с законами химической кинетики того времени. Семенов увидел причину этого несоответствия в том, что они имели дело с результатом разветвленной цепной реакции. Но такое объяснение было отвергнуто М. Боденштейном, в то время признанным авторитетом по химической кинетике. Еще два года продолжалось интенсивное изучение этого явления Н.Н. Семеновым и С.Н. Хиншелвудом, который проводил свои исследования в Англии независимо, и по прошествии этого срока стало очевидно, что Семенов прав.

Н.Н. Семенов опубликовал монографию (Цепные реакции. Л., ОНТИ.,1934), в которой доказал, что многие химические реакции, включая реакцию полимеризации, осуществляются с помощью механизма цепной или разветвленной цепной реакции. Позднее было установлено, что и реакция деления ядер урана-235 нейтронами также носит характер разветвленной цепной реакции.

В 1956 г. Семенову совместно с Хиншелвудом была присуждена Нобелевская премия по химии «за исследования в области механизма химических реакций». В Нобелевской лекции Семенов заявил: «Теория цепной реакции открывает возможность ближе подойти к решению главной проблемы теоретической химии – связи между реакционной способностью и структурой частиц, вступающих в реакцию… Вряд ли можно в какой бы то ни было степени обогатить химическую технологию или даже добиться решающего успеха в биологии без этих знаний…».

Работают Институт химической физики РАН (Москва), Институт проблем химической физики РАН (Черноголовка). Есть журнал «Химическая физика». Можно почитать: Бучаченко А.Л. Современная химическая физика: Цели и пути прогресса // Успехи химии. – 1987. – Т. 56. – № 11.

Физика и химия

…потрепаться на общую тему слов «физика» и «химия».

Не удивительно ли, что оба слова имеют отношение к бодибилдингу? «Физика» – это мышцы, «химия» – ну это объяснять не надо.

Вообще, наука химия – она же в принципе та же физика: о явлениях, происходящих в природе. Когда Галилей бросал шары с Пизанской башни, а Ньютон создавал свои законы, речь шла о соразмерном человеку масштабе – это была и есть физика. Обычная физика занимается объектами, которые состоят из веществ. Химия (альхимия) занималась и занимается превращением веществ друг в друга – это молекулярный уровень. Получается, разница между физикой и химией – в масштабах объектов? Нифига! Вот квантовая физика занимается тем, из чего состоят атомы – это субмолекулярный уровень. Квантовая физика занимается объектами внутри атома, что дает власть над атомной энергией и ставит философские вопросы. Получается, что химия – это узкая полоска на шкале физических масштабов, хотя и четко отграниченная уровнем атомно-молекулярной структуры вещества.

Думаю, что дурная плоская (линейная) бесконечность* не относится к окружающему миру. Все закольцовано или замкнуто в сферу. Вселенная сферична. Если копать структуру элементарных частиц (кварков и бозонов Хиггса) дальше, то рано или поздно найденные частицы сомкнутся с максимальным масштабом – со Вселенной, то есть рано или поздно мы увидим в микроскоп нашу Вселенную с высоты птичьего полета.

Теперь посмотрим, применимы ли масштабные диапазоны к культуризму. Похоже, что да. «Физика» (кач с железом и на тренажерах) имеет дело с железными предметами и с мышцами, как цельными объектами: масштаб, соразмерный человеку. «Химия» (как стероиды) – это, естественно, молекулярный уровень. Осталось разобраться, что такое в культуризме «квантовая физика»? Видимо, это мотивация, концентрация, сила воли и так далее – то есть психика. А психика базируется не на молекулярном основании, а на неких электрических полях и состояниях – их масштаб ниже атомного. Вот и о(т)хватил бодибилдинг всю шкалу…

Читайте также  Чем отличается проводник от полупроводника?

Читаем статью к.б.н. Елены Гороховской («Новая Газета», № 55, 24.05.2013, стр. 12 или на сайте «Постнаука») об основах биосемиотики:

Что такое живое? (…) Главный «водораздел» проходит между редукционистскими** и антиредукционистскими подходами. Редукционисты утверждают, что жизнь во всей её специфике можно объяснить с помощью физических и химических процессов. Антиредукционистские подходы утверждают, что нельзя всё свести к физике и химии. Труднее всего понять целостность и целесообразное устройство живого организма, где всё взаимосвязано и всё направлено на то, чтобы поддерживать его жизнедеятельность, размножение и развитие. В ходе индивидуального развития, да и вообще каждое мгновение в организме что-то меняется, при этом обеспечивается закономерный ход этих изменений. Часто говорят, что живые организмы надо называть не объектами, а процессами.

…В ХХ веке для понимания специфики живого стала важна кибернетика, поскольку она реабилитировала в биологии понятие цели. Кроме того, кибернетика сделала очень популярным представление о живых организмах как информационных системах. Тем самым в науку о живом фактически были введены гуманитарные представления, не связанные непосредственно с материальной организацией.

В 1960-е годы возникло новое направление в понимании специфики живого и в исследовании биологических систем – биосемиотика, которая рассматривает жизнь и живые организмы как знаковые процессы и отношения. Можно сказать, что живые организмы живут не в мире вещей, а в мире значений.

…Молекулярная генетика сформировалась в большой мере благодаря включению в свою концептуальную схему таких понятий, как «генетическая информация» и «генетический код». Рассказывая об открытии генетического кода, известный биолог Мартинас Ичас писал: «Самым трудным в «проблеме кода» было понять, что код существует. На это потребовалось целое столетие».

Хотя биосинтез белков осуществляется в клетке с помощью множества химических реакций, никакой прямой химической связи между строением белков и строением нуклеиновых кислот не существует. Эта связь по своей сути носит не химический, а информационный, семиотический характер. Последовательности нуклеотидов в нуклеиновых кислотах ДНК и РНК являются информацией о строении белков (о последовательностях аминокислот в них) только потому, что в клетке существует «читатель» (он же «писатель») – в данном случае сложная система биосинтеза белка, которая владеет «генетическим языком». (…) Таким образом, даже на самом фундаментальном уровне живое оказывается общением, текстом и «речью». В каждой клетке и в организме в целом постоянно происходят чтение, записывание, перезаписывание, создание новых текстов и постоянный «разговор» на языке генетического кода макромолекул и их взаимодействий.

Заменим несколько слов во фразах из первого и последнего абзацев:

Ретрограды утверждают, что культуризм во всей его специфике можно свести к физическим тренировкам и химическим воздействиям. Прогрессивный подход утверждает, что нельзя всё свести к «физике» и «химии». Хотя рост мышечной массы осуществляется с помощью множества физических упражнений и химических (как минимум пищевых) воздействий, никакой прямой связи между ростом мышц и количеством упражнений и количеством «химии» не существует. Эта связь по своей сути носит не физический или химический, а информационный, семиотический характер. Таким образом, даже на самом фундаментальном уровне культуризм оказывается общением, текстом и «речью» (речь, конечно, не о вульгарной болтовне между подходами). Поэтому можно сказать, что культуристов надо называть не объектами, а информационными процессами.

Кто бы спорил, что сдуру мышцу не накачаешь. Нужна правильно построенная и выполненная тренировка, нужно правильное питание, то есть требуется информация. И если сдуру напихаться химией – получим двусмысленный результат, если вообще его получим. Нужен правильно построенный и выполненный курс, то есть опять же требуется информация. Самое трудное в проблеме такой информации – понять, что она на самом деле существует. А осознав это, надо научиться выделять ее из того мутного псевдоинформационного океана, который накатывает на берег нашего мозга тяжелыми валами, изредка выбрасывая из своих глубин жемчужные раковины.

Правда, для вскрытия раковин требуется устричный нож…

————
* дурная бесконечность – метафизическое понимание бесконечности мира, предполагающее допущение монотонного, без конца повторяющегося чередования одних и тех же конкретных свойств, процессов и законов движения в любых масштабах пространства и времени, без какого-либо предела. Применительно к строению материи означает допущение неограниченной делимости материи, при которой каждая меньшая частица обладает теми же свойствами и подчиняется тем же специфичным законам движения, что и макроскопические тела. Термин введён Гегелем, который, однако, истинную бесконечность считал свойством абсолютного духа, но не материи.
** редукционистский подход – от латинского reductio – возвращение, восстановление; в данном случае сведение явлений жизни к чему-то другому.

Философия химии: соотношение химии и физики

Химия, подобно физике, является отраслью науки. Интересный анализ ее содержания провел Н. Е. Аблесимов. Он разбил химию как отрасль науки на восемь разделов, в составе которых насчитал 60 отдельных химических наук 1 . Дать лаконичное определение такой сложной по своему устройству отрасли науки, естественно, непросто. В этой связи решающее значение имеет следующее обстоятельство. Химия — это отрасль науки с только ей присущими принципами, законами и переменными, основным объектом которой являются химические реакции, т.е. превращения веществ.

Разумеется, развитие химии, подобно развитию любой другой отрасли науки, характеризуется многими особо значимыми вехами. Согласно нашему анализу первостепенное значение имеют пять научных революций, представленных в табл. 3.2 [1] [2] .

Надеемся, что читатель без нашей помощи легко преобразует табл. 3.2 в интерпретационный строй химии. Бросается в глаза преемственность теорий, которые указаны под номерами 1, 2, 4 и 5. Теория Менделеева объясняет содержание концепции Дальтона. Квантовая химия дает ключ к пониманию устройства таблицы Менделеева. Развитие компьютерной химии позволило существенно уточнить содержание квантовой химии. Развитие химической термодинамики стоит несколько особняком. Ее целесообразно сравнивать с другими химико-термодинамическими концепциями.

Основные концептуальные революции в химии

Основание научной химии в форме атомистического учения

Создание периодической таблицы химических элементов

Развитие химической термодинамики

Развитие квантовой химии

М. Карп л юс, М. Левитт, А. Уоршел

Развитие компьютерной химии

Применительно к химии мы решили продемонстрировать плюрализм знания, анализируя ее соотношение с физикой. Оно обсуждалось многократно, но по-прежнему признается насыщенным многочисленными проблемами.

  • 1. Физикалистский подход. Химия — это физика, она не является самостоятельной отраслью науки (К. Поппер, П. Суппес) 1 . Чаще всего физика- листы подчеркивают, что физические концепты, например понятия массы, заряда, энергии, занимают видное место в химии.
  • 2. Концепция физикализации химии. Ее развивает А. А. Печёнкин. «Благодаря развитию системных представлений химия как бы “убегает” от физикализации: на каждый новый шаг но физикализации химии химики реагируют новыми системными химическими идеями, еще не оформленными в физических понятиях и не имеющих твердой физической основы» [3][4] .

На наш взгляд, термин «физикализации химии» спорен. По нашему мнению, вполне правомерно подчеркивать интердисциплинарные связи физики и химии, в силу которых они влияют друг на друга. Учитывая это обстоятельство, можно рассуждать нс только о физикализации химии, но и о химизации физики (вспомним, в частности, о ядерной химии, о синтезе веществ, привлекающих внимание физиков, в том числе и тех из них, которые изучают наноявления). Строго говоря, термины физикализация химии и химизация физики неудачны. Они наводят на мысль, что происходит внедрение физики и химии друг в друга. Но для них характерны разные принципы, законы, факты, эксперименты и т.д. Внедрение физики в химию непременно приведет к развалу последней. Химия отторгает чуждые ей ткани. Что действительно происходит, так э го рост концептуальной рафинированности как химии, так и физики. Но при этом обе они сохраняют свою специфику.

  • 3. Выжидательная позиция. Химия в будущем, видимо, будет сведена к физике, но пока этого не случилось. Данная позиция характерна, в частности, для Э. Скерри 1 . Он критически относится к антиредукционистам, но встать решительно на позиции редукционистов не решается. Однако в таком случае необходимо как-то объяснить, почему именно не удается свести химию к физике. Скерри нашел выход из затруднительного положения, состоящий в апелляции к двусмысленности редукции. Согласно его логике мы не можем признать редукцию химии к физике лишенной двусмысленности в силу проблемного характера самой квантовой физики. На наш взгляд, как мы покажем ниже, уже сейчас есть все основания для установления характера соотношения между химией и физикой.
  • 4. Антиредукционистская позиция. Химия, являясь наукой специфического уровня бытия, принципиально отличается от физики и, следовательно, не может быть сведена к ней (Й. Шуммер, Н. Псарос, Я. ван Бра- кель) [5][6] . Остается, однако без ответа вопрос о взаимосвязи физических и химических концептов.
  • 5. Концепция незамкнутости физики. Ее придерживается английский философ Р. Хэндри [7] , в свою очередь опирающийся на ряд идей, разработанных другими философами науки. Если бы физика была замкнутой наукой, то ее можно было бы представить как конечную систему предложений. В таком случае вопрос о возможности сведения химии к физике решался бы относительно просто. Допустим, мы обратились к статусу аналитической химии. Было бы достаточно «применить» к ней избранную замкнутую физическую теорию, например квантовую механику, чтобы выяснить, действительно ли аналитическая химия сводится к квантовой механике как физической теории. Но квантовая механика является незамкнутой наукой, физики нс представляют се в форме законченного набора предложений. С учетом этого обстоятельства сравним квантовую механику как физическую теорию с квантовой химией. Обе теории незамкнуты, причем по-разному. Учет этого обстоятельства приводит к выводу о нередуци- руемости квантовой химии к квантовой механике.
Читайте также  Капучино и американо — чем отличаются эти марки кофе

Переходим к критике изложенных выше пяти теорий соотношения физики и химии. Соглашаясь с Хандри, мы интерпретируем незамкнутоегь теорий с позиций внутринаучной трансдукции. Вышеупомянутая неоднозначность относится, пожалуй, к каждому этапу трансдукции. Действительно, уже при записи уравнения Шрёдингера формула для гамильтониана не задается единственным образом, а избирается после целого ряда дополнительных рассуждений. Это обстоятельство специально отмечается Хэндри. Впрочем, на наш взгляд, его анализ был бы более полным, если бы он рассмотрел также принцип волновой функции. На первый взгляд этот принцип является общим для квантовой механики и квантовой химии. Лишь при переходе к уравнению Шрёдингера проявляется незамкнутость двух рассматриваемых теорий.

Равносильность физического и химического принципа волновой функции можно поставить под сомнение, учитывая разные пути его реализации в квантовой механике и квантовой химии. Поскольку эти пути действительно различны, и принципы, служащие их исходным началом, также различны. Видимо, этот аргумент безупречен. Но, надо полагать, нет и оснований для отказа от представления о единственности принципа волновой функции. Неужели принципов волновой функции существует столько, сколько существует квантовых теорий? Трудный вопрос. Чтобы ответить на него, рассмотрим статус принципов.

Крайне важно подчеркнуть, что принцип волновой функции стоит во главе многих физических и химических наук, в каждой из которых он реализуется не абсолютно одинаковым образом. Отсюда следует довольно неожиданный вывод: мы должны понимать его в плюралистическом ключе. Если же принцип волновой функции интерпретируется как нечто единственное, то неизбежно переходят от содержательных представлений к поверхностным. Имеется в виду, что в таком случае определение «состояние физической или химической системы описывается волновой функцией» имеет всего лишь номинальный характер, т.е. является именем, краткой записью для целого ряда содержательных представлений, реализующейся в совокупности квантовых физических и химических наук. Это обстоятельство, насколько нам известно, никогда не учитывалось ни физиками, ни химиками. Мы полагаем, что оно является следствием недостаточного внимания в физике и химии к плюралистическим представлениям. Между тем от них не следует уклоняться. Современная физика и химия стоят перед плюралистическим вызовом. Пока это не осознается в полной мере.

Итак, мы имеем совокупность как физических, так и химических наук, которые на первый взгляд руководствуются одним и тем же принципом. Но при ближайшем рассмотрении выяснилось, что в действительности есть ряд принципов, которые обладают семейным сходством. Концепт семейного сходства ввел в философию Л. Витгенштейн, используя его для описания языковых игр. На наш взгляд, в случае анализа квантовых физических и химических теорий концепт семейного сходства также уместен. Действительно, речь идет о фамильном сходстве, но никак не тождественности. У физических и химических теорий нет семейного сходства, например, с экономическими теориями, для которых характерен не принцип волновой функции, а принцип максимизации ожидаемой полезности. Однако и для экономических теорий также характерно семейное сходство, но уже в силу других оснований, нежели в случае физических и химических концепций.

Итак, физические и химические теории обладают семейным сходством. В определенном отношении они очень близки друг к другу, но между ними существует и различие, причем это различие неустранимо: члены одной и той же семьи отличаются друг от друга, ибо каждый из них самостоятелен. Теперь понятны трудности, с которыми встретились как сторонники редуцирования химии к физике, так и их решительные оппоненты. Одна из спорящих сторон абсолютизировала схожесть физических и химических теорий, а другая — их различие. Два рассматриваемых семейства теорий схожи, но не одинаковы, различны, но не чужды друг другу. После многочисленных успехов квантовой химии антиредукционисты попали в затруднительное положение. Эти успехи многими были восприняты как свидетельство в пользу возможности сведения химии к физике. Иначе трудно объяснить плодотворность в химии квантовых представлений, явно инициированных успехами физики. Но не все ладилось и у тех, кто считал сведение химии к физике уже решенным делом. Им было очевидно, что различие химических и физических теорий не преодолено даже после эффектных достижений квантовой химии.

На наш взгляд, концептуальная позиция Скерри неубедительна, она не учитывает подлинные уроки квантовой химии. Проблемный характер квантовой механики, конечно же, следует иметь в виду, но вряд ли он когда-либо будет окончательно преодолен. К проблеме возможности редукции химии к физике он имеет косвенное отношение. Кстати, редукционисту нс возбраняется утверждать, что сведение химии к физике состоялось, но при этом для них характерны одни и те же проблемные вопросы. Значительно более существенное значение в вопросе о возможности редукции химии к физике имеет плюрализм квантовых теорий. Именно об этом свидетельствуют успехи квантовой химии. В свете этого плюрализма, а он набирает темпы, химия никогда не будет сведена к физике. Впрочем, это совсем не означает, что химия отстоит от физики на значительное концептуальное расстояние. Все обстоит как раз наоборот. В концептуальном отношении физика и химия — родные сестры. Они, судя по нашему анализу, представляют собой разные ветви одного и того же подтипа естественных отраслей науки. Подобно тому как правая рука не может стать левой, химия не в состоянии превратиться в физику. Физика и химия являются схожими отраслями науки, они не сводимы друг к другу. Для них обеих характерны плюралистические ветви развития. Физические концепции — с одной стороны — и химические теории — с другой обладают семейным сходством.

Таким образом, первоначально мы рассмотрели проблемный ряд теорий, а затем преобразовали его па основе концепции родственности физики и философии в интерпретационный строй. Запишем два этих ряда.

Проблемный ряд: физикализм —> теория физикализации химии —> выжидательная позиция —» антиредукционистская позиция —> концепция незамкнутое™ физики —» концепция родственности физики и химии.

Интерпретационный строй’, концепция родственности физики и химии => => концепция незамкнутости физики => антиредукционистская позиция => => выжидательная позиция => теория физикализации химии => физикализм.

В приведенном интерпретационном строе теории ранжированы по степени их концептуальной силы.

  • 1. Своеобразие химии представлено прежде всего ее принципами и законами. Основным предметом химии являются химические реакции, т.е. взаимопревращения веществ.
  • 2. Наиболее развитой современной химической теорией является квантовая химия в ее компьютерном варианте. Это означает, что для развития квантовой химии используются ее интердисциплинарные связи с информатикой.
  • 3. Понимание взаимосвязи химии с физикой осмысливается по-разному. В этой связи целесообразно дополнить проблемный ряд теорий соответствующим интерпретационным строем.
Александра Бартош/ автор статьи

Приветствую! Я являюсь руководителем данного проекта и занимаюсь его наполнением. Здесь я стараюсь собирать и публиковать максимально полный и интересный контент на темы связанные с обзором различий между двумя похожими предметами или брендами. Уверена вы найдете для себя немало полезной информации. С уважением, Александра Бартош.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
DomKolgotok.ru
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: