4. Принцип гомологии, или принцип уплотнения научной информации, и его значение для изучения химии

В развитии химии происходит не смена, а последо­вательное появление концептуальных систем. При этом каждая вновь появляющаяся система представляет собой высший этап по отношению к ранее появившейся нижележащей системе. Она включает в себя в преобразованном виде все научные знания предыдущей системы, подобно тому как этан включает в себя метан или как учение о теплоте включает в себя «механику молекул». Учение о химических процессах, например, включает в себя всю научную информацию структурной химии как основу решения лю­бых возникающих проблем получения веществ с заданными свой­ствами на новом более высоком уровне.

По мере продвижения вверх от первой концептуальной системы к четвертой происходит уплотнение научной информации. Принцип уплотнения информации имеет решающее значение для педагоги­ческого процесса. При теперешних темпах развития науки, когда рост научных знаний, как утверждают науковеды, происходит по экспоненциальным законам, не может не возрастать и объем учеб­ного материала, объем учебников также чрезвычайно быстро уве­личивается. Достаточно сказать, что учебники по общей химии ны­не достигают 80 и 100 печатных листов и вновь, как во временна Берцелиуса и Тенара, становятся многотомными. Но если учеб­ники могут расти вширь, то учебные программы ограничены лими­том времени, отводимого на лекции и семинарские занятия; они должны соответствовать срокам обучения в средней и высших школах.

Выход из создавшегося положения, которое становится все более сложным, может быть найден только в использовании прин­ципа уплотнения информации при переходе на более высокие уров­ни научного знания. Широкие перспективы использования этого принципа открывает математическая теория информации, в кото­рой он выступает в качестве ведущего начала.

5. Иерархия дискретных уровней научного знания — основание теории развития химии

Указывая на то, что истинная наука складывается не только из опытных данных и теоретических обобщений, относя­щихся к предмету исследования и составляющих «материал здания науки», но также еще из анализа самого процесса исследования, дающего и метод и план построения здания, Д. И. Менделеев по­стоянно подчеркивал важность именно этой второй стороны де­ла — выяснения закономерностей развития научного познания. «Одно собирание фактов, даже и очень обширное, — говорил он,—

одно накопление их, даже и бескорыстное, даже и знание обще­принятых начал не дает еще метода обладания наукою, и они не дают еще ни ручательства за дальнейшие успехи, ни даже права на имя науки в высшем смысле этого слова. Здание науки требует не только материала, но и плана, и оно воздвигается трудом, не­обходимым как для заготовки материала, так... и для выработки самого плана. Научное миросозерцание и составляет план — тип научного здания» [10, с. 904].

Д. И. Менделеев считал важнейшей задачей исследователя на­учное предвидение в самом широком смысле этого слова, т. е. предсказание и новых фактов, относящихся к объекту изучения, и, главное, новых путей и новых областей исследования. «В науч­ных предсказаниях, — писал он, — всегда видна тесная связь ко­нечного с непостижимым бесконечным, а конкретного... с отвле­ченно абстрактным и общим. Но торжество научных предсказаний имело бы очень малое для людей значение, если бы оно не вело под конец к прямой обшей пользе» Г1, с. 891.

Задана анализа пязвития научного знания и научного пред-

видения в сфере производства, выдвинутая Д. И. Менделеевым более ста лет тому назад, сегодня не только не потеряла своей ак­туальности, но приобрела особую значимость. Из области благих пожеланий она вошла ныне в область обязательных атрибутов научно-технического прогресса и стала частью более общей задачи управления развитием производительных сил в условиях современ­ной научно-технической революции. Но именно в силу принад­лежности к такой более общей — глобальной — задаче ее решение в настоящее время поставлено в зависимость от социальных ус­ловий жизни общества.

Вопрос о том, в состоянии ли человек обозреть, прогнозировать и регулировать развитие современного комплексного производства, основанного на применении новейших достижений науки и техни­ки, встал и перед буржуазными учеными. И несмотря на то, что некоторые из них отказались его решать, предполагая полную бесконтрольность и демонию научно-технического прогресса, гос­подствующий монополистический капитал стремится использовать любые средства, которые позволили бы ему управлять развитием производительных сил в соответствии с его интересами. К этим средствам он относит попытки построения многочисленных эконо­мических и научно-технических, в том числе создаваемых посред­ством ЭВМ «моделей нового мира», способных на основе долго­срочного «комплексного прогнозирования» осуществлять функции регулирования и даже планирования развития науки, техники и экономики. В этой связи в странах с развитым государственно-мо­нополистическим капитализмом возникли различные школы футу­рологии, появилось стремление сформировать государственную на­учно-техническую политику, стали возникать специфические фор­мы государственного управления развитием производительных

сил. Разумеется, все эти меры служат классовым интересам бур­жуазии и призваны всячески противодействовать объективно обус­ловленному процессу разложения капиталистических обществен­ных отношений, которые не могут не искажать, не искривлять, так или иначе не сдерживать развитие производительных сил. Разумеется также, что эти меры направлены против коренных ин­тересов рабочего класса, ибо в условиях капитализма любые шаги, связанные с повышением производительности труда, такие, как комплексная автоматизация, роботизация, компьютеризация и т. д., влекут за собой увеличение армии безработных, резкое сокращение заработной платы и повышение степени эксплуатации.

Задачи прогнозирования, планирования и планомерного управ­ ления современными производительными силами, в том числе и развитием науки, полностью можно реализовать лишь на основе общественной собственности на средства производства, т. е. при социалистических общественных отношениях. В условиях социализ­ ма научное прогнозирование охватывает все формы социального развития общества, включая развитие науки, техники, экономики и духовной культуры. Здесь оно является важнейшим элементом руководящей деятельности марксистско-ленинских партий и не­ отъемлемой составной частью государственного планирования со-, циального развития.

В СССР научно-техническое, экономическое и социологическое прогнозирование приобрело нормативный статус и стало пре­творяться в жизнь, в планы социалистического строительства, уже с самых первых дней существования Советской власти. Первым об­разцом его явился «Набросок плана научно-технических работ», созданный В. И. Лениным в апреле 1918 г. План ГОЭЛРО стал первым планом-прогнозом на ряд десятилетий.

Перспективное планирование развития народного хозяйства на пятилетние и на более длительные периоды требует глубокого анализа тенденций развития науки, без чего невозможно опреде­лить тот уровень развития техники, экономики и духовной культу­ры общества, который должен быть достигнут в намечаемой пер­спективе. Все это делает необходимым разработку прогнозов по отдельным важнейшим отраслям науки и техники.

В настоящее время для прогнозирования развития науки, химии в частности, наибольшее распространение получили метод «эксперт­ных оценок», основанный на интуиции крупных ученых, и метод наукометрии, базирующийся на экстраполяции кривых роста на­учной информации. Что касается наукометрического метода, то он представляет будущее не как что-то принципиально новое, а как настоящее, достигшее в процессе развития гораздо больших раз­меров. Поэтому он не в состоянии привести к выводам об интен­сивных, или революционных, изменениях в развитии химических знаний, не в состоянии предсказать научные открытия, способные стать диалектическим отрицанием существующих принципов. В от-

28

личие от него метод «экспертных оценок» может привести к смелым выводам о появлении принципиальных новшеств в химии ближай­шего будущего, о революционных преобразованиях в этой науке. Но интуиция, лежащая в основе этого метода, включает множест­во элементов субъективности. Она чревата недоучетом одних фак­торов, определяющих развитие науки, и завышенной оценкой дру­гих факторов. Она неотделима от эмоций и, в силу сложной це­почки умозаключений, более чем любое другое суждение подверже­на воздействию фантазии.

Поэтому наиболее надежным методом определения перспектив развития науки является логическая реконструкция ее истории и исследование закономерностей движения научного знания в рус­ле марксистской концепции развития науки. Наука, согласно этой концепции, в своей теоретической части является одной из сфер об­щественного сознания. В практическом же отношении она выступа­ет как «самостоятельная потенция производства»*, т. е. как такая сила знания, которая воплощается в технические устройства и не­обходимые для человека материалы, превращаясь в общественную производительную силу.

В соответствии с этой концепцией в марксистской литературе, посвященной анализу научного знания, до сих пор указывалось на два ряда факторов, определяющих развитие науки. К первому из них относятся социально-исторические факторы и в первую очередь требования производства материальных благ, а ко второму — раз­личные формы движения материи, которые, представляя объект исследования, обусловливают структуру науки. Приведенные выше выводы о том, что развитие химии происходит строго закономер­но — путем последовательного появления все более высоких уров­ней химического знания и образования иерархии, или гомологии, четырех концептуальных систем, полностью отвечают марксистской концепции развития науки. Указывая на определяющую роль со­циально-исторических и объектных факторов в смене способов ре­шения основной проблемы химии, эти выводы позволяют создать стройное здание химии как единой целостности и становятся, та­ким образом, основанием теории развития химии.

В общих чертах о закономерностях развития химии можно су­дить уже на основании той краткой характеристики концептуаль­ных систем, которая дана выше. Развитие химии в настоящее вре­мя происходит параллельно как на каждом из четырех названных уровней, так и путем подъема с нижних уровней на высшие, т. е от одной концептуальной системы к другой. Естественно, что такой подъем по вертикали обусловлен наиболее важными, поистине ре­волюционизирующими, как правило, «неожиданными» открытиями при резком изменении понятийного аппарата химии и представляет собой своего рода научную революцию. Развитие же внутри каж-

* Маркс К-, Энгельс Ф. Соч. Т. 23. С. 374.

V

9«

дои из концептуальных систем происходит экстенсивно и сопровож­дается преимущественно количественным накоплением информа­ции, нередко за счет планируемых открытий*.

Главной тенденцией развития современной химии является наиболее полное освоение ее третьего уровня — учения о химиче­ских процессах и переход на четвертый уровень—в область эволю­ционной химии.

О преимуществах в решении всех главнейших проблем химии и, в частности, проблем управления реакциями синтеза вещества с за­данными свойствами, которые появляются в связи с подъемом с уровня структурной химии на уровень учения о химических процес­сах, убедительно рассказал Н. Н. Семенов [12, с. 64]. Но в на­стоящее время этот уровень представляет собой еще во многом не­освоенную область. Пока не решены очень многие вопросы, от­носящиеся к выяснению природы промежуточных частиц (карбо-ний-ионы, ион-радикалы). Недостаточно ясными остаются вопросы о механизмах циклического переноса электронов, об их распро­страненности, о совмещенности с другими механизмами. трудно

l осваивается в практике управления процессами теория аосолют-

ных скоростеи реакции, Масса белых пятен остается в области ка-

тализа, А главное, еще далеко не достаточно разраоотаны вопросы

кинетики, макрокинетики и гидродинамики больших реакторных си­стем, лимитирующие решение сложнейшей проблемы масштабного перехода от лабораторных исследований к промышленным агрега­там. Все это пока целинные земли третьего уровня химии. О них подробнее см. гл. IV.

Одновременно с этим привлекают внимание исключительно ин­тересные перспективы четвертого уровня — эволюционной химии. О них как об идеале в свое время говорили И. Я. Берцелиус, Ю. Ли-бих, X. Шенбейн, Д. И. Менделеев, С. Аррениус, Н. Н. Семенов и другие исследователи, полагавшие необходимым равняться на ла­боратории живых организмов. Химия на этом уровне впервые бе­рет на вооружение метод историзма и с его помощью пытается ре­шить проблему биогенеза, освоить каталитический опыт живой при­роды, моделировать биосистемы с целью осуществления самых разнообразных процессов — от фотохимичекого разложения воды на кислород и водород до синтеза моделей биополимеров в комп­лексе с биорегуляторами. Переход на уровень четвертой концепту­альной системы уже начался, свидетельство чему — появление мас­сы работ по изучению и освоению предбиологических систем или моделей биосистем. К этим работам относятся, в частности, многие исследования ученых нашей страны — А. А. Цаева, И. В. Берези­на, В. Т. Иванова, Н. К. Кочеткова, И. Л. Кнуянца, Ю. А. Овчин­никова, Н. М. Эмануэля и др.

* Подробнее об этом см.: Случайность научных открытий и закономерно сти развития химии // ЖВХО. 1077. Т. 22. № 6.

30

Но не следует думать, что интенсивное развитие химии проте­кает только по вертикали и осуществляется скачком от одной кон­цептуальной системы к другой. Внутри каждой концептуальной системы развитие знаний происходит также не равномерно, там тоже есть свои интенсивные и экстенсивные периоды и скачки. На­зовем в качестве примера наиболее характерные научные направ­ления, обладающие отчетливо выраженной перспективой интенси­фикации для первой концептуальной системы, т. е. для учения о составе. Вероятно, это будут следующие направления: 1) развитие теории периодической системы элементов, определение ее верхней — заурановой — границы, синтез новых элементов; 2) разработка де­дуктивных методов определения реакционной способности сво­бодных атомов химических элементов в дополнение к информации об их спин-валентности; 3) завершение дискуссии по вопросу о по­стоянстве и непостоянстве состава химических соединений; созда­ние общей теории нестехиометрических соединений, относящихся ко всем агрегатным состояниям; 4) подведение общего теоретиче­ского фундамента под колоссальный раздробленный материал ана­литической химии.

-Впрочем, обо всем этом подробно будет сказано ниже в гла­вах II—V.