ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ВРЕМЯ В ХИМИИ: СТАНОВЛЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ

Статьи, публикации, книги, учебники по вопросам современной химии.

ХИМИЯ новое

Все свежие публикации


Меню для авторов

ХИМИЯ: экспорт произведений
Скачать бесплатно! Научная работа на тему ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ. ВРЕМЯ В ХИМИИ: СТАНОВЛЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ. Аудитория: ученые, педагоги, деятели науки, работники образования, студенты (18-50). Minsk, Belarus. Research paper. Agreement.

Полезные кнопки

BIBLIOTEKA.BY Крутые видео из Беларуси Аэросъемка - все города РБ KAHANNE.COM - это любовь! Футбольная биржа (FUT.BY) Система Orphus

131 за 24 часа
Автор(ы): • Публикатор:



Научное познание времени образует одну из важнейших координат культурно-исторического процесса его освоения. Общепризнанно, что начало научно-теоретического освоения времени было положено классической механикой еще в XVII в., и с тех пор физика выступает непререкаемым авторитетом в изучении природы и свойств времени. Постепенно и другие науки стали вовлекать проблему времени в круг своих исследовательских интересов. Можно сказать, что современное научное познание находится на пути синтеза различных представлений о времени.

В данной статье предпринята попытка философского рассмотрения особенностей освоения времени в химическом теоретическом познании. Современной химии принадлежит ведущая роль в "переоткрытии времени" (И. Пригожин), связанном с переходом науки к исследованию самоорганизующихся систем. Химия лидирует в этих переходных процессах, поскольку, в отличие от физики, не может пренебречь необратимостью химических процессов. Между тем анализ временных моделей, работающих в химических теориях, практически не осуществлялся. Причины такого положения дел и некоторые принципиальные подходы к исследованию проблемы времени в химии были рассмотрены в предыдущей статье [1].

Итак, наша задача заключается в том, чтобы проанализировать способы ввода понятия времени в химию и проследить его эволюцию при переходе от одной химической теории к другой. В качестве исходной единицы анализа эволюции временных представлений в химическом знании были выбраны концептуальные химические системы, предложенные В. И. Кузнецовым с целью реконструкции истории химии:

1) теории периодичности, элементного состава и валентности;

2) структурные теории;

3) кинетические теории;

4) теории эволюционного катализа [2].

Мы предполагаем, что границы концептуальной системы одновременно являются границами (относительными, конечно) той или иной концепции времени. Ведь совокупность категориальных взаимосвязей конституирует как концептуальный блок в целом, так и гносеологический статус любого понятия в том числе и понятия времени в структуре этого блока.

стр. 159

Однако понятие концептуальной химической системы служит лишь своего рода масштабом, задающим общие ориентиры исследования. Для того чтобы реконструировать реальный механизм ввода понятия времени в структуру химического знания и выявить действительные связи между временными понятиями, необходимо поместить концептуальные химические системы в более широкое эпистемологическое поле, элементы которого детерминируют реальные гносеологические события. Знания любой науки не существуют изолированно, они возникают и развиваются в общем пространстве всей системы научного знания, всего мыслительного процесса в целом. По сути дела, "данное" науки, какое она имеет своим предметом, является не столько "данным науки", сколько "данным науке", т.е. существенным образом зависимым от исторически и логически обусловленной способности науки взять это данное [3. С. 227].

Понятием концептуальной системы обычно принято обозначать "замкнутые" (В. Гейзенберг), качественно отличные системы понятий, сменяющие друг друга таким образом, что новая система выступает как решительное отрицание предыдущей. В связи с этим даже возникал вопрос о правомерности употребления понятия концептуальной системы по отношению к группам химических теорий, поскольку они развивались в исторической и логической связи друг с другом. В реальной познавательной практике элементы химического знания открыты различным видам внутри- и межнаучных воздействий.

Открытие каналов теоретических взаимодействий химического знания с другими видами как научного, так и мировоззренческого знания имеет для целей нашего исследования принципиальное значение. Понятие времени является, с одной стороны, важнейшим инструментом философского мышления (одним из основных мыслеобразов), а с другой, необходимым теоретическим конструктом научных теорий. Химия развивалась и развивается в общем русле человеческого познания, и если можно говорить о том, что в содержании ее теоретических построений есть слой, не объясняемый лишь внутринаучными механизмами познания, то теоретические формы освоения времени входят в этот слой прежде всего. Поэтому траектория исторического развития химии должна реконструироваться не в плоскостном, учитывающем результаты только научного изучения времени, и тем более не линейном (химическом), а в многомерном интеллектуальном пространстве. По отношению к концептуальным системам химии можно говорить об "интерконцептуальном" пространстве, хотя строго говоря термин "интерконцептуальное пространство" не вполне соответствует реальной картине интеллектуальных взаимодействий, которые осуществляются не только в пространстве, но и времени.

стр. 160

В самом общем случае рамки интерконцептуального пространства определяются теми вопросами, на которые данная группа теорий дает ответ, или в других терминах - целями объяснения (Ст. Тулмин). Для нас значение имеет расшифровка тех движений и взаимодействий внутри интерконцептуального поля, которые позволят теоретически восстановить реальную познавательную ситуацию ввода понятия времени в структуру химического знания.

Концептуальные системы образуют структуру химического знания в его "ставшем", теоретическом виде. Основания современных представлений всегда лежат в более глубоких эмпирических и теоретических слоях человеческого познания. Если пойти в исследовании проблемы времени вглубь химического знания, то станет ясно, что понятие времени в химии имело свою собственную историю.

Освоение времени началось на самых ранних этапах культуры, что связано со становлением общих условий и форм человеческой жизнедеятельности. Освоение человеком разнообразных технологических операций, в том числе и химических, явилось условием приспособления его к пространственно- временной структуре мира. Более того, само возникновение практической деятельности было возможно благодаря тому, что она в какой-то мере являлась повторением (или продолжением) процессов, происходивших в природе; временные свойства природных процессов становились темпоральными характеристиками тех видов деятельности, которые постепенно осваивались человеком. Таким образом, происхождение идеи времени есть результат приспособления деятельности к ее эмпирическим условиям, "вписанности" в них.

К таким эмпирическим условиям химической ремесленной практики относились разнообразие производимых человеком химических превращений или фрагментов собственных действий, их очередность и повторяемость. "В абсолютно однородной массе, - пишет М. Гюйо, - ничто не могло бы дать начало идее времени: продолжительность начинается только вместе с известным разнообразием эффектов" [4. С. 28]. Сохранившиеся в древних источниках рисунки и описания воспроизводят последовательность основных стадий того или иного химического производства.

Реально существовавший в первобытном мышлении симбиоз логического и пралогического (Л. Леви-Брюль) обусловливал то обстоятельство, что в ранней, синкретичной с предметной деятельностью науке представления о времени существовали в виде конкретно-чувственных образов, первоначально даже не выраженных в словесной форме. Эти допонятийные представления образовали отправной пункт процессов абстрагирования и выделения значений понятия времени, поскольку в них, а, точнее, в имеющей временной характер деятельности содержались зародыши многих будущих временных определений. Например,

стр. 161

ориентация первобытного химика на получение необходимого продукта или результата имплицитно включала идею будущего. Особенностью более поздних вербальных представлений, возникших как первичное обобщение эмпирических наблюдений, являлось то, что они были выражены в терминах непосредственно воспринимаемых характеристик вещей и их отношений с помощью элементов естественного языка, выступающих предпосылкой будущих категориальных различий.

Мы полагаем, что на стадии зарождающейся науки химическое знание включало не только эмпирические, но и теоретические слои. Например, натурфилософские теории были попытками объяснить природу превращений, в том числе и химических, т. е. содержали значительную химическую компоненту. Как отмечает А. Азимов, "древние греки первыми занялись тем, что сегодня называется химической теорией" [5. С. 13]. Действительно, поскольку греческая теория была умозрительным охватом бытия в целом, постольку в ней находилось место и химическим аспектам. Трудности их вычленения обусловлены тем, что в античности вообще нет теоретического знания, свободного от философии. Это накладывает свой отпечаток на характер теоретического освоения времени в химии на этом этапе.

Существуют, как известно, два способа построения знания. Первый характеризует в основном зарождающуюся науку (преднауку) и заключается в том, что первичные идеализированные объекты и их отношения выводятся непосредственно из практики, т.е. представляют собой идеальные схемы практических преобразований. Второй способ преимущественно отличает систему развитого научного знания, в которой теории создаются как бы "сверху" по отношению к реальной практике. Выведенные из умозрительных построений идеальные конструкции затем сопоставляются с предметными отношениями практики [6. С. 42].

В формировании ранних химических теорий "работают" оба механизма построения знания. Реальное химическое мышление греческих философов, в особенности тех, кто обладал точными и детальными знаниями в области превращений веществ (Демокрит, Эмпедокл и др.), являлось синтезом эмпирических обобщений и абстрактных натурфилософских положений. Не случайно натурфилософское мышление античности демонстрировало редкое сочетание наглядного образа и отвлеченного понятия (сами понятия являлись мыслеобразами); такое сочетание было характерно и для формирующихся временных представлений в химическом познании.

С одной стороны, появившиеся в эмпирической химии временные представления определяли практику химических манипуляций и одновременно фиксировались в форме идеализированных схем тех химических изменений, которые осуществлялись на практике. Используя эти схемы, можно было предвидеть результаты преобразования веществ,

стр. 162

характерные для различных практических ситуаций. Иначе говоря, выделенные на этом этапе химического познания временные характеристики процессов служили одним из важнейших способов управления свойствами веществ, что составляет прогностический (теоретический) аспект химии. С другой стороны, первичные временные представления имели не только эмпирические, но и более широкие культурные основания. Как уже говорилось, время относится к объектам, познаваемым в масштабах культуры, и ответ на вопрос "что есть время?" (даже если речь идет о понятии времени в структуре научного знания) не может быть получен, если этот вопрос поставлен вне культурно-исторического контекста, отражающего основные способы мышления о времени.

В духовной истории человечества можно выделить некие основополагающие периоды, когда, несмотря на многоликость и изменчивость культурно- исторических образов времени, один из них приобретал господствующий, доминирующий характер. Как правило, мышление эпохи осуществлялось в терминах определенных временных горизонтов. Именно это имел в виду О. Тоффлер, говоря о "временном пристрастии" того или иного общества, характерном для него в зависимости от того, в какой мере оно акцентирует свое внимание на прошлом, настоящем или будущем. Ведущую роль в формировании временного пристрастия играет определенный тип рациональности. Являясь ведущей тенденцией в развитии европейской культуры, рациональность задает способы и нормы человеческого мышления, в том числе, и мышления о времени.

Философская концептуализация времени, произведенная античным рациональным мышлением, не могла не сказаться на синкретичном с ним химическом мышлении. В роли задающего научную традицию образца выступал образ циклического времени, времени-вечности, свойственный античной философии в целом, который вступал в противоречие с эмпирическими временными представлениями. Примером такого столкновения может служить смысловое содержание идеи Эмпедокла о четырех элементах. Можно с уверенностью утверждать, что именно разнообразие природных явлений и осуществляемых на практике превращений привело его к мысли о множественности элементов и изменчивости (временности) их сочетаний. Тем самым Эмпедокл пытался преодолеть "непригодность элейского понятия бытия к объяснению эмпирической множественности и изменяемости явлений" [7. С. 60]. И все же он сознавал необходимость примирить рациональную строгость (абсолютный монизм Парменида) и эмпирическую изменчивость мира. Это примирение выразилось в том, что элементы не возникают и не исчезают - они вечны; лишь их сочетания подвержены переменам.

Таким образом, анализ временных представлений в зарождающейся химии обнаруживает две основные тенденции: 1) развитие собственных

стр. 163

эмпирических представлений о времени на основе внутренней логики исследования свойств вещества, идущей от потребностей практики, и 2) встраивание (перенос) общих способов мышления и, следовательно, рациональных моделей времени в способ химического мышления о времени. Эти представления явились своеобразной "точкой бифуркации", от которой разошлись в химии пути эмпирического и теоретического освоения времени. На уровне эмпирических обобщений накапливалось то богатство содержания (пока предметно-конкретное) понятия времени, которое будет впоследствии распредмечено и войдет в структуру химических теорий. На теоретическом уровне время в химии отсутствовало вплоть до XIX в.

Такая познавательная ситуация в целом сохраняется в первых концептуальных химических системах - учении об элементах и структурных теориях. В период их формирования роль времени в химических превращениях отмечали В. Бирингуччо еще в 1540 г., затем В. Гомберг - в 1700 г. И В. Льюис - в 1759 г., однако их выводы, являясь скорее предчувствием будущих направлений химических исследований, не обозначили поворота к изучению временного характера процессов, поскольку этому не благоприятствовала ни общекультурная обстановка, ни обусловленная ею логика развития самой химии.

Способом изучения и элементного состава, и структуры вещества выступали эмпирические процедуры, включающие осуществление разнообразных химических процессов синтеза и распада; при этом, несомненно, использовались кинетические (временные) средства управления этими процессами. В то же время объектом изучения были химические системы с постоянным составом и строением. Методологию химической науки определяла сформировавшаяся в Новое время картина ставшего, завершенного в своей полноте мира, и ее центральная композиционная фигура - атомистическая парадигма. Поэтому предметная сторона объектов науки вовлекалась в круг исследовательских интересов значительно раньше процессуальной стороны, что обусловило выдвижение в химии в первую очередь таких проблем, как "свойства - состав" и "состав - строение". Как отмечал Гегель, в этот период "для химиков важнее всего в их описаниях мертвый продукт, получающийся в результате того или иного процесса" [8. С. 324].

Вследствие этого на теоретическом уровне рассматриваемых концептуальных систем сложилась своеобразная трактовка процесса как изменения одной или нескольких переменных в зависимости от изменения некоторой контролируемой величины, например, давления, температуры и т.п. Особенность такой трактовки состояла в том, что время исключалось из рассмотрения в явной форме, а ход явления представлялся в виде уравнений, отражающих "очищенные" от времени зависи-

стр. 164

мости между исследуемыми переменными величинами. Таким образом, в первых концептуальных химических системах время выступает в форме "скрытого" параметра, как бы маскируясь другими переменными, т.е. остается теоретически неосвоенным.

С момента формирования третьей концептуальной химической системы (кинетики) ситуация начинает меняться, прежде всего вследствие увеличения числа координат интерконцептуального пространства. Наиболее "влиятельной" координатой несомненно являлась координата физикализации, т.е. перенос физических представлений, в частности математических уравнений динамики, включающих временной параметр t , в начинающую приобретать математический характер химию. Что касается других координат, то нужно учесть, что в Новое время ньютоновская физика почти всецело определяла мировоззрение эпохи, так что влияние философии было опосредовано механикой Ньютона.

В концептуальную структуру классической механики понятия пространства и времени были введены Ньютоном в качестве первичных терминов, которые были ему необходимы для того, чтобы сформулировать свои законы в абсолютной системе отсчета. Основания трактовать абсолютное время как объективное были предоставлены самим Ньютоном. В его отношении ко времени обнаруживается логико-гносеологическое заблуждение, известное как "пифагорейский синдром" - неправомерное отождествление математической конструкции с универсумом, существующим вне и независимо от сознания. В действительности же абсолютное время, абстрагированное от реальных процессов измерения, является идеализированным элементом теории, имеющим, по выражению Вернадского, "подсобное значение". Оно выступает своего рода фоном, на котором можно рассматривать движение различных тел, средством познания движения.

Если бы абсолютное время Ньютона было объективным в смысле его присущности реальному миру, то мир, разворачивающийся на фоне такого времени, был бы очень странным: в нем вновь могли бы произойти события, которые уже произошли. Ведь уравнения классической механики обратимы относительно изменения знака времени, т.е. в них равновероятны изменения, происходящие во времени и вперед, и обратно. Поэтому представление о том, что именно в классической механике время становится объектом научного изучения, на наш взгляд, ошибочно. Видя свою задачу в достижении независимого от времени уровня реальности, Ньютон тем самым исключил время из сферы научного исследования. Концептуальный мир классической динамики является миром статичным, вневременным, говоря словами И. Пригожина, миром "существующего".

Здесь обнаруживается явная параллель между абсолютным временем Ньютона и временем-вечностью античных философов, слишком

стр. 165

очевидная, чтобы быть простым совпадением. Время-вечность античности принимает форму концептуального времени классической физики. Причиной такой трансформации явилось смещение рационалистического вектора, выразившееся в появлении нового отношения к миру и его познанию, однако это смещение не затронуло вневременности как сущностного ядра двух разделенных веками временных представлений.

Однако можно зафиксировать и изменения в научном отражении времени, связанные с тем, что основные принципы рациональности были помещены в новый научный контекст. Смещение рационалистического вектора в Новое время заключалось в переходе от мира наглядно-образного представления к представлению реальности в виде количественных отношений между материальными точками, репрезентирующих систему движущихся, протяженных в пространстве тел. Протяженность тел в пространстве была наиболее ощутимой характеристикой в восприятии видимого (зримого) мира, на который ориентировалась классическая наука Нового времени, вследствие чего время так же представало как бы протяженным, линейным. Моделью времени являлась линия (временная ось), каждая точка которой соответствовала моменту времени. Временным аналогом линейной протяженности выступала длительность. Эта концепция временной длительности или, иначе, концепция линейного времени становится рациональным символом эпохи и обусловливает способ мышления о времени, мышления как научного, так и обыденного.

Можно ли с уверенностью утверждать, что именно концепция линейного времени воспринимается химической кинетикой вместе с переносом основных уравнений динамики в выражение скорости химической реакции? Ведь отмечал же Менделеев, что понятие скорости имеет в химии совершенно иной смысл, чем в механике. Можно ли согласиться с тем, что понятие времени переносится в химию без изменения его смысла?

С нашей точки зрения, безусловно. Химическая система в это время моделировалась в виде динамической системы, в которой начальными условиями выступали концентрации реагирующих веществ. В математическом смысле динамическая система следует принципу обратимых преобразований, т.е. изменения системы определяются только известными и постоянными уравнениями движения: если систему каким-либо образом вернуть к начальной точке, она затем вновь начнет двигаться вдоль той же траектории. Подчиняется ли этому условию химическая реакция? В пределах формальной кинетики - да. В математической формулировке скоростей Оствальдом был принят принцип независимости течения реакций. В общем случае этот принцип неверен, ведь, как правило, химическая система включает несколько одновременно протекающих процессов, которые взаимодействуют между собой. Но в

стр. 166

то время (в XIX в.) решающую роль сыграл своего рода гносеологический диктат, заставивший ученых в их стремлении механически интерпретировать химический процесс исключить влияние чисто химических факторов.

В силу такого абстрактного представления механизма химической реакции уравнения кинетики формально аналогичны уравнениям классической динамики. Все это убеждает в том, что в формальной кинетике используется модель времени классической механики - концепция линейного времени. Различные химические состояния понимаются в кинетике как совершенно равноправные, качественно однородные и неразличимые. Поэтому в формально-кинетических теориях различие между прошлым и будущим отсутствует. Точнее говоря, различие это принимается исследователем условно как некое первообразное понятие, почерпнутое из опыта и предшествующее всякой научной деятельности. Но из существа формально-кинетических теорий временной асимметрии, т.е. неравнозначности прошлого и будущего, не следует.

Таким образом, концепция времени формальной кинетики является производной от способа ее построения. Теоретически осваивая лишь одну временную характеристику - продолжительность процесса - формальная кинетика полностью воспринимает "бедную временную модель классической физики". "Бедную" в том смысле, что подобные математические модели элиминируют становление и в них время, связанное с движением (в данном случае химическим движением, но теоретически описанным как механическое), является лишь одним из многих аспектов понятия времени.

Дальнейшее развитие кинетики связано еще с одним видом интерконцептуальных взаимодействий, отличным от взаимодействия кинетики и механики. Речь идет о введении в кинетику термодинамических соотношений. Влияние классической ньютоновской динамики на химию осуществлялось без объектных связей химии и физики. Концептуальное взаимодействие кинетики и термодинамики впервые в истории взаимосвязей физики и химии осуществляется посредством общей объектно-предметной области - химического равновесия, своеобразного "места встречи" физики и химии [9. C. 82]. Какой вклад в категориальную временную картину химической кинетики вносят термодинамические соотношения? Ведь давно уже стало общим местом, что именно термодинамика вводит время в теоретическое описание.

Что касается равновесной термодинамики, то в ее категориальной структуре понятие времени отсутствует, поскольку классическая (равновесная) термодинамика описывает систему, находящуюся в состоянии покоя, состоянии "здесь и теперь". Впрочем, равновесная термодинамика может описать систему, отклонившуюся от равновесия, но и в этом случае ее интересует не процесс в своем изменении во времени, а

стр. 167

только другое, равнозначное "здесь и теперь", - она не учитывает ни пути перехода от одного состояния к другому, ни направления этого перехода. Как правильно отмечает О. Т. Бенфи, время в термодинамике (равновесной. - Н. Ч .) лишь подразумевается [10. С. 187].

Другое дело - второе начало термодинамики, которое постулируя необратимое возрастание энтропии при переходе от одного состояния к другому, вводит критерий отличия их друг от друга. Оно составляет теоретическое ядро линейной (слабонеравновесной) термодинамики, описывая уже не равновесие, а процессы. Второе начало термодинамики дает точную формулировку условий, определяющих направление процесса. На этом основании утверждается, что энтропия вводит время ("стрелу времени") в теоретическое описание. Полагают, что именно необходимость введения времени привела к возникновению фундаментальной проблемы описания в термодинамике процесса, т.е. определения термодинамических величин в неравновесном состоянии [11. С. 276].

Действительно ли термодинамика, обнаруживая необратимость, вводит так называемое "направление времени"? Представляется, что понятие "направление времени" является отголоском прежних, принадлежащих классической науке концепций, точно так же, как метафорическое понятие "стрела времени". О "направлении" можно говорить только по отношению к независимо от каких бы то ни было процессов равномерно текущему времени, времени "самому по себе", т.е. ньютоновскому абсолютному времени. Абстрагированное от механического движения как мера его длительности абсолютное время, "протекающее равномерно", имманентно включает в себя представление о направлении этого "протекания". На наш взгляд, проблема "направления времени" возникла в рамках концепции временной длительности как попытка каким-то образом выразить идею временной последовательности, т.е. сделать шаг вперед в научном освоении времени. С возникновением термодинамики появилась возможность придать этому физический смысл: в основу времени было положено то направление, в котором энтропия возрастает. Положение о том, что термодинамика вводит "стрелу времени", на наш взгляд, означает, что линия, служащая геометрической моделью абсолютного времени, получает теперь условное направление.

Но если понятие направления времени не выражает сущности вводимых термодинамикой концептуальных инноваций, касающихся времени, то существуют ли они вообще? На наш взгляд, термодинамика действительно играет ключевую роль в изменении концепции времени, вводя в теорию понятие необратимости. Обычно понятия "направление времени" и "необратимость времени" рассматриваются как однопорядковые, даже тождественные, но если говорить об изменениях, к которым в собственном смысле могут быть отнесены эти понятия, то различие между

стр. 168

необратимостью и направленностью изменений становится очевидным. Направленностью обладают и обратимые, и необратимые изменения.

Необратимость обосновывается исключительно фактом существования начального и конечного состояний, и в принципе неважно, сопровождается ли процесс перехода от начального к конечному состоянию возрастанием либо убыванием энтропии, - это определяется характером системы. Но в каждом конкретном случае, если после достижения состояния В возвращение к состоянию А невозможно, то процесс необратим, и, следовательно, состояние В отличается от состояния А определенными свойствами [12. С. 32-33]. Состояние В является конечным (более поздним) не потому, что так условлено, а потому, что возвращение к состоянию А (более раннему) невозможно, объективно "запрещено". Термодинамические состояния действительно неравнозначны, небезразличны друг другу в отличие от безразличных, совершенно неразличимых моментов в концепции линейного времени.

Термодинамика кладет начало теоретическому освоению временного порядка (упорядоченности), поскольку содержанием понятия необратимости является невозможность иного временного порядка (порядка связи состояний), чем тот, что задан в данной системе. Но отражает ли термодинамика сущность временного становления, описываемого посредством представлений о прошлом, настоящем и будущем, о тех неуловимых черточках времени, "для которых не имеется пространственных аналогов" [13. С. 397]?

Приходится констатировать, что этот понятийный ряд в термодинамике не представлен. Действительно, термодинамические соотношения описывают состояния как отличные друг от друга, которые выступают теоретическим коррелятом понятий прошлого и будущего. Однако термодинамика ничего не может сказать о роли "настоящего", являющегося смыслообразующим звеном понятийной конструкции "прошлое - настоящее - будущее". Определяя условия перехода от одного состояния к другому, термодинамика "схватывает" только его начало и конец, сам момент перехода теоретически не фиксируется. Таким образом, термодинамика еще не преодолевает полностью концепции временной длительности, но, вводя новые концептуальные элементы, создает предпосылки для теоретического освоения времени как становления, которое, по образному выражению А. Бергсона, "грызет вещи и оставляет на них отпечатки своих зубов" [14. С. 45].

Эстафету этого теоретического движения принимают современные кинетические теории, в которых понятие времени играет принципиально иную гносеологическую роль. С этой точки зрения химическая кинетика оказывается разъятой на две концептуальные подсистемы, использующие различные модели времени. Почему это

стр. 169

происходит? Прежде всего, вследствие изменения характера интерконцептуальных взаимодействий по сравнению с формальной кинетикой на первый план выступают такие координаты интерконцептуального поля, как собственная логика развития химии, сдвигающая вектор исследований в сторону процессов, а также возможность применения к химическим процессам, трактуемым как квазиравновесные, термодинамических соотношений.

Н. Н. Семенов определяет химическую кинетику как учение "не только о скоростях, но и о механизме химических реакций" [15. С. 9]. Предпосылки таких исследований появились еще в конце XVIII в., однако они были задавлены идеологическим контекстом той эпохи, заставлявшим исследователей обращаться прежде всего к "мертвым продуктам" (Гегель) химических превращений. Сам термин "механизм" и его первоначальное содержание свидетельствуют о механической интерпретации химического процесса. В современной кинетике термин сохраняется, но существенным образом переопределяется. Механизм - это уже собственно кинетическое понятие, поскольку означает развертку структуры реагирующих веществ во времени. Такое понимание механизма предполагает изучение элементарного акта реакции, т.е. "химического настоящего".

Как известно, Эйнштейн полагал, что теория не располагает возможностями для выражения настоящего как момента становления; такой же позиции придерживался и Бергсон. Они, конечно же, имели в виду ньютоновскую физику. Мы полагаем, что в современных кинетических концепциях, а именно, в теории абсолютных скоростей, которая вводит принципиально новое понятие - "переходное состояние", появляется такая возможность.

Переходное состояние - это другое наименование центрального звена механизма химической реакции - активированного комплекса, возникающего в момент превращения. В понятии переходного состояния отражается двойственность, противоречивость активированного комплекса. Применение термодинамики в теории абсолютных скоростей подразумевает, что состояние перехода можно рассматривать как любое другое термодинамическое состояние. С этой точки зрения активированный комплекс представляет собой некоторое, условно говоря, "соединение" исходных веществ и продуктов реакции, связи между которыми существуют ничтожно малый промежуток времени. Термодинамически - это обычное состояние, характеризующее точку максимума потенциальной энергии на пути реакции. И в то же время это не соединение, а процесс, переход от одного состояния химической системы к другому.

Понятие переходного состояния - чрезвычайно интересный концептуальный феномен. Его появление означает новый этап в разви-

стр. 170

тии химического знания, поворот его к процессуальной стороне химических изменений. Не случайно Ю. А. Жданов называет его узловым понятием современной теоретической химии. В нем стирается грань между химической реакцией и химической частицей; переходное состояние одновременно и то, и другое [16]. На наш взгляд, оно фиксирует своеобразную точку отсчета и в развитии временных представлений в химии. Как было показано, время в химии впервые появляется в формальной кинетике вместе с математическим аппаратом классической механики. С точки зрения появления временных конструктов вообще - это действительно так. Но если время существенным образом тождественно с реальностью, то, очевидно, с реальностью, понимаемой как процесс. Поэтому только переходное состояние вводит в химию "реальное время превращения вещества" (Ю. А. Жданов), время как "единство бытия и небытия" (Гегель) химического процесса.

Иначе говоря, только в понятии переходного состояния действительно начинается теоретическое освоение времени. Здесь время утрачивает характер независимого от процессов и становится внутренней (собственной) характеристикой самого химического процесса, отражающей упорядоченность его элементов. Переходное состояние по своей природе является опосредованием, отличается от начального и конечного состояний. Это означает, что в понятийной конструкции переходного состояния выражен иной, чем в исходном и конечном, статус существования. Внутренняя конструкция понятия "переходное состояние" оказывается сходной со структурой понятия движения. Тем самым понятие "переходное состояние" создает основу для теоретического представления временного становления, в котором на первое место выступает процесс, а не его ставшие результаты, поскольку переходное состояние фиксирует качественные моменты развертывающегося химического процесса.

Гегель рассматривал становление как единство бытия и небытия и вместе с тем как переходное или, как он говорил, "среднее" состояние между бытием и небытием [17. С. 152]. В переходном состоянии заключены такие сущностные определения становления как "неустойчивое беспокойство", "противоречие себе внутри самого себя" [17. С. 167]. Создается впечатление, что Гегель при этом имел в виду именно переходное состояние элементарного химического акта, которое является моментным синтезом исходных и конечных веществ. Речь, конечно, здесь идет не о замене философской категории становления понятием "переходное состояние", а о появившихся в химии теоретических возможностях описания становления, отражения его в логике химических понятий. Время, выражаемое конструкцией "переходное состояние", соразмерно становлению.

стр. 171

Поскольку переходное состояние как логическая форма есть "соединение несоединимого", оно воплощает в себе действительное богатство содержания, прежде всего временн?го. Оно является теоретическим эквивалентом "настоящего" как момента становления. Обычно для выражения настоящего используются такие временные термины и обороты как "момент времени", "настоящее", "момент настоящего времени" и др. Как правило, они рассматриваются как тождественные, хотя, строго говоря, за понятием момента времени тянется шлейф его привычной интерпретации в рамках теоретической физики, механики и математики, где оно понимается как предел последовательности временных интервалов. Моменты образуют бесконечное плотное множество; отдельный же момент рассматривается как точка на временной оси. В таком представлении между прошлым, настоящим и будущим нет временных "расстояний". Стянутое в точку, настоящее вообще исчезает в таком "моменте".

В действительности настоящее имеет продолжительность. Ведь время связано не только с изменчивостью, но и с бытием устойчивых, качественно определенных форм реальности. Как отмечает Уайтхед, "временной отрезок, на протяжении которого сохраняется устойчивая структура того или иного события, конституирует его существование в настоящем" [18. С. 165]. Такой устойчивой структурой, внутренне присущей процессу, выступает в химическом процессе переходное состояние, которое фиксирует реальную продолжительность настоящего, какой бы исчезающе малой, ничтожной с точки зрения наших обычных представлений о времени эта длительность не казалась (время жизни переходного состояния составляет 10-13 с).

Настоящее химического процесса есть относительно устойчивое в процессе, выступающее как длительность. Любая устойчивая форма не может существовать в недлящемся моменте времени. Таким образом, формирующаяся в современной кинетике концепция временн?го становления включает в себя элементы прежней концепции, "работающей" в формальной кинетике, - концепции временной длительности, причем это включение сопровождается переопределением самого понятия длительности; длительность полагается здесь в бергсоновском смысле: не как извне накладываемый временной масштаб, а как собственное время процесса, его дление.

Концепция временн?го становления получает свое дальнейшее развитие в четвертой концептуальной химической системе - эволюционной химии, или учении об эволюционном катализе. Своим возникновением эта теоретическая система обязана исследованиям элементарных открытых каталитических систем (ЭОКС), проведенным в 60-е годы биохимиком А. П. Руденко, развитие, а, точнее, саморазвитие которых связано с необратимым изменением катализаторов

стр. 172

[19]. Сейчас уже стало очевидным, что саморазвитие и необратимость демонстрируют не только ЭОКС, но и целый ряд других систем и процессов, таких, как колебательные, периодические процессы, процессы, приводящие к образованию диссипативных структур и т.д. Нам представляется в связи с этим, что область исследований, образующих сегодня верхнюю границу современной химии, гораздо более обширна, и критерием ее выделения служит наличие самоорганизации в изучаемых химических процессах.

Теория самоорганизации в ее естественнонаучном виде выступает как междисциплинарное направление научного исследования, поскольку непосредственно связана с кругом проблем, разрабатываемых различными дисциплинами. Нас же будут интересовать только те концепции самоорганизации, которые лежат в общем историческом русле развития химического знания. К ним следует отнести: теорию саморазвития открытых каталитических систем А. П. Руденко [19] и термодинамику необратимых процессов И. Пригожина [20].

Конечно, Пригожин и Руденко используют различные теоретические подходы к анализу самоорганизующихся систем, но, поскольку предмет их анализа один и тот же, то, безусловно, должны быть какие-то совпадения в гносеологических возможностях их теорий, касающиеся понятия времени. Ясно, что математическое описание поведения химической системы задает способ функционирования понятия времени в структуре химических теорий. Пригожин вообще считает пересмотр концепции времени в науке важнейшим следствием нового научного подхода, в основу которого положено понятие необратимости. Время, по его мнению, выступает смысловым центром самой парадигмы самоорганизации.

Анализ их теорий обнаруживает следующее. Если в теории переходного состояния время функционирует как временной порядок данного химического процесса, как частный момент становления, то самоорганизующийся процесс не просто упорядочен во времени, но представляет собой целостную систему взаимосвязанных временных порядков, настоящую "эстафету переходных состояний", которая не прерывается, пока происходит обмен системы с окружающей средой. Иначе говоря, если в кинетике химический процесс "еще обременен разрывами" (Гегель), то химическая эволюция заключает в себе тенденцию преодоления "пустых" промежутков времени, слияния различных временных порядков в единую временную структуру. Теоретическим эквивалентом ее выступает понятие "кинетического континуума" у Руденко и "диссипативной структуры" у Пригожина. Их особенности позволяют говорить о возникновении временной целостности.

Механизм самоорганизации включает следующие факторы: запоминание эволюционной информации в физико-химических изме-

стр. 173

нениях системы (воздействие из прошлого) и наличие цели, в направлении которой происходит саморазвитие (воздействие из будущего). У Пригожина теоретическим эквивалентом цели является понятие аттрактора, у Руденко - это основной закон эволюции, который также задает характер и направление развития из будущего (только в сторону живого, в направлении увеличения высоты химической организации). Кроме того, большое значение имеет та неопределенность (случайность), которая неизбежно присутствует в настоящем. Например, в точке бифуркации мы не можем предсказать заранее, каков тот новый "эволюционный канал", по которому пойдет развитие: все будет зависеть от того, какие случайные факторы будут воздействовать на систему в момент перехода. Как замечает Пригожин, мы начинаем понимать, что расстояние между детерминистическим и вероятностным описаниями не столь велико, как считали современники Эйнштейна и сам Эйнштейн [21. С. 203-204].

Механизм самоорганизации меняет устойчивое представление о взаимосвязи прошлого, настоящего и будущего, когда будущее рассматривается как всецело обусловленное прошлым. Самоорганизация демонстрирует более сложное временное поведение, включающее детерминацию настоящего как прошлым, так и будущим, неопределенность (вероятностность) настоящего, наличие разнообразных временных циклов и т.д. Все это позволяет предположить, что в эволюционных теориях начинает формироваться концепция нелинейного времени. Нелинейность есть прежде всего неравномерность, которая включает в себя и наличие временных циклов, и разнонаправленное взаимодействие прошлого, настоящего и будущего. Согласованное действие множества процессов реализуется в виде целостной временной структуры.

Эволюционная химия, образуя верхнюю границу химического знания, еще далека от теоретического завершения. Требуют дальнейшего, более тщательного анализа и конструкции времени в химии. Проведенное исследование показало, что время в химии имеет свою концептуальную историю, которая заключается во все более полном освоении теорией временных характеристик химических процессов. Понятие времени в химии является развивающимся понятием. Становление концепции времени осуществляется как последовательный переход от одной ступени временного определения к другой: от линейного времени к временной упорядоченности и, далее, нелинейному времени. При этом каждое предшествующее определение "вписывается" в последующее, изменяя свое содержание в новой категориальной системе. В эволюционной химии осуществляется переход к новому теоретическому статусу времени - "временной целостности". Это позволяет внести коррективы в высказанное отно-

стр. 174

сительно недавно мнение, согласно которому идея временной целостности "еще не находит в современном научном познании удовлетворительного решения" [22. С. 238].

1. Черемных Н. М . Время в химии. Реальность и концепция // Философские исследования. 2001. N 3.

2. Кузнецов В. И . Диалектика развития химии. М., 1973.

3. Трубников Н. Н . Время человеческого бытия. М., 1987.

4. Гюйо М . Происхождение идеи времени. Спб., 1899.

5. Азимов А . Краткая история химии: Развитие идей и представлений в химии. М., 1983.

6. Степин В. С., Горохов В. Г., Розов М. А . Философия науки и техники. М., 1996.

7. Виндельбанд В . История древней философии. СПб., 1908.

8. Гегель Г. В. Ф . Энциклопедия философских наук. Т. 2. М., 1975.

9. Гейзенберг В . Отношения между физикой и химией в последние 25 лет // Методологические проблемы современной химии. М., 1967.

10. Бенфи О. Т . Концепция времени в химии // Методологические проблемы современной химии. М., 1967.

11. Гельфер Я. М . История и методология термодинамики и статистической физики. Т. 1. М.

12. Планк М . Единство физической картины мира. М., 1966.

13. Уитроу Дж . Естественная философия времени. М., 1964.

14. Бергсон А . Собрание сочинений. Т. 1. Творческая эволюция. М., 1913-1914.

15. Семенов Н. Н . Развитие теории цепных реакций и теплового воспламенения. М., 1969.

16. Жданов Ю. А . Узловое понятие современной теоретической химии // Философия, естествознание, современность. М., 1981.

17. Гегель Г. В. Ф . Наука логики. В 3-х томах. Т. 1. М., 1970.

18. Уайтхед А. Н . Избранные работы по философии. М., 1990.

19. Руденко А. П . Теория саморазвития открытых каталитических систем. М., 1969.

20. Николис Г., Пригожин И . Самоорганизация в неравновесных системах. М., 1979.

21. Пригожин И . От существующего к возникающему: Время и сложность в физических науках. М., 1985.

22. Трубников Н. Н . Время человеческого бытия. М., 1987.



Опубликовано 24 июля 2018 года

Нашли ошибку? Выделите её и нажмите CTRL+ENTER!

© Н. М. ЧЕРЕМНЫХ • Публикатор (): БЦБ LIBRARY.BY

Искать похожие?

LIBRARY.BY+ЛибмонстрЯндексGoogle

Скачать мультимедию?

подняться наверх ↑

ДАЛЕЕ выбор читателей

Загрузка...
подняться наверх ↑

ОБРАТНО В РУБРИКУ

Уважаемый читатель! Подписывайтесь на LIBRARY.BY на Ютубе, в вКонтакте и Одноклассниках чтобы быстро узнавать о лучших публикациях и важнейших событиях дня.