Лекция 1. Химия как наука и производство

Д.И. Менделеев писал: «Высшую цель испытанной науки составляет не просто эрудиция, т.е. описание и знание,…а постижение неизменяющегося среди переменного и вечного между временным, соединенное с …возможностью прилагать науку к прямому использованию для новых побед над природою».

И еще он писал: «Отыскать…единое неизменное и общее в изменяемом и частном составляет основную задачу познания.» («Основы химии» (1871)).

Менделеев помог найти это «самое единое и общее» всей химии. Он обратил внимание на то, что химия, как и всякая наука, есть в одно и то время, и средство, и цель, и теория, и практика. Пожалуй, химия, как никакая другая наука, уже с самых ранних ступеней своего развития представляет собой явление, включённое в сферу материального производства.

1. Основная проблема химии

Химия как таковая всегда была нужна человечеству преимущественно для того, чтобы получать из веществ природы по возможности все необходимые материалы – металлы и керамику, известь и цемент, стекло и бетон, красители и фармацевтику, взврывчатые вещества и искусственные горючие материалы, каучуки и пластмассы, химические волокна и материалы с заданными электрофизическими свойствами.…

Поэтому все химические знания объединяет одна единственная и непреходящая и главная задача химии – задача получения веществ с необходимыми свойствами.

Но чтобы реализовать эту производственную задачу, надо уметь осуществлять качественные превращения. А поскольку качество – это совокупность свойств вещества, надо знать, как управлять его свойствами, знать от чего зависят эти свойства. Иначе говоря, чтобы решать производственную задачу, химия одновременно должна решать теоретическую задачу генезиса свойств вещества.

Таким образом, стержнем химии выступает двуединая проблема - получение веществ с заданными свойствами (производственная деятельность человека) и выявление способов управления свойствами вещества (познавательная деятельность).

Основная проблема химии (ОПХ) – это не только теоретический, но и исторический стержень, это именно инвариантное ядро химии. Она возникла в древности и не теряет своего значения и в наши дни. В различные эпохи эта проблема решалась по-разному, так как способы её решения зависят от уровня материальной и духовной культуры общества, от экономически и социально-исторических условий.

2. История химии как закономерный процесс смены способов решения её основной проблемы

Важнейшей особенностью ОПХ является то, что она имеет ограниченное и строго определенное число общих способов решения, поскольку свойства вещества зависят всего лишь от 4 факторов:

• элементарного и молекулярного состава;

• структуры;

• кинетических факторов, в том числе природы сореагентов;

• высоты его химической ориентации.

Эти 4 фактора стали известны с тех пор, как химия стала наукой (в середине XVII в.). Но в ранние периоды развития химии, например в алхимический период, предполагалось, что свойства вещества зависят от неких изначально свойств-стихий или от «элементов-первоначал»: сухости и влажности, тепла и холода и т.п. А так как нельзя пренебречь так же и этим самым первым способом объяснения качественного разнообразия тел природы, то можно сказать, что ОПХ – проблема генезиса свойств вещества – имеет 5 способов решения, из них один появившийся в донаучный период.

Со смены способов решения основной проблемы химии, оказывается, логично связывать ступени развития химии.

Таким образом, последовательная замена одного способа решения ОПХ другим, новым, обуславливает последовательность появления различных дискретных уровней развития химии (рис.). Каждый новый уровень возникает в результате научных революций, которые обусловлены как социально-историческими условиями жизни общества, так и природой самого вещества, являющегося объектом изучения химии. Оба эти «внешние» - социальный и предметный факторы, взятые в единстве, в конечном итоге определяют и внутреннюю логику развития научных знаний.

М

М – массив научной информации

1. Эволюционная химия

2. Учение о хим. процессе

1660 гг.

Древние,

Средние века

3. Структурная химия

4. Учение о составе

1800

1880

1950

Ремесл.

химия,

алхимия

Рис. Иерархия уровней химического знания или концептуальные системы химии