Не менш важлива хімічна ідеалізація - метали. Це ковкие і тягучі речовини, що відрізняються специфічним металевим блиском, здатні добре проводити електрику і тепло.
З металами працювали ще алхіміки. В алхімії з'явилося узагальнення про неможливість отримати метал з неметалла. В теорії флогістону (перша половина XVIII ст.) Метал представлявся як складна речовина, що складається з окалини і носія горючості і металличности - флогістону. Киснева теорія Лавуазьє перевернула ці уявлення: металом стали називати проста речовина, а окалина стала трактуватися як хімічна сполука, що складається з металу і кисню. Однак залишилася проблема, які метали суть дійсно прості речовини, а які - хімічні сполуки. Справа в тому, що ряд речовин, відомих як метали і відповідають вищезазначеним ознакам (гнучкість, тягучість і т.д.), реально є хімічними сполуками (наприклад, залізний колчедан - в сучасних позначеннях FeS2). Ця проблема вирішувалася в міру класифікації хімічних елементів. Зараз метали відокремлюють від неметалів за електронною будовою їх атомів. Важливим відмітною ознакою металів служить висока координаційне число, яким вони володіють в кристалічному і рідкому состояніі1. Але всі ці теоретичні характеристики вводяться з оглядкою на емпіричні ознаки, згадані вище (гнучкість, тягучість, висока теплопровідність і т.д.).
Центральної ідеалізацією хімії (і одночасно центральним поняттям цієї науки) є хімічний елемент. У багатьох підручниках можна прочитати, що елементом в хімії називається речовина, атоми якого мають один і той же фіксований заряд ядра. Але елемент в хімії характеризують не тільки зарядом ядра, але і безліччю спостережуваних властивостей - в першу чергу здатністю утворювати ті чи інші ряди сполук. Елемент також характеризується властивостями зі
ответствуй простого речовини, речовини, що складається тільки з атомів даного елемента. Зауважимо, однак, що проста речовина - це теж ідеалізація. Абсолютно чистих речовин не буває, і розрізняють аналітично чисті, хімічно чисті і технічно чисті речовини. Тому набір властивостей, які характеризують проста речовина і відповідний хімічний елемент, завжди з необхідністю приблизний.
Проте саме набір емпіричних властивостей направляє пошук теоретичної характеристики елемента. Вище було згадано поширене визначення елемента як речовини, що складається з атомів, що мають однаковий заряд ядра. Це визначення при всій його канонічності проблематично. Адже відомі ізотопи, атоми, ядра яких різняться за складом, але мають один і той же заряд ядра, причому нерідко ізотопи мають різні хімічні властивості. Яскравий приклад - дейтерій і звичайний водень.
У зв'язку з цим зрозуміло прагнення Б.М. Кедрова, про який йшлося вище в зв'язку з розглядом його концепції хімічної форми руху, врахувати в понятті елемента не тільки теоретичний ознака іменованого таким чином речовини, але і його емпіричні характеристики. Кедрів визначає елемент через періодичний закон Д.І. Менделєєва, через місце даного елемента в періодичній системі хімічних елементов1. Таким чином в цьому випадку у визначенні елемента, пропонованому Кедровим, вирішальною виявляється та гігантська хімічна інформація, яка закодована в періодичній системі і яка стає явною при зіставленні елементів в межах різних сукупностей, що виділяються цією системою, - періодів, груп, підгруп, діагоналей і т . Д. У той же час елемент, по Кедрову, це і його номер в періодичній системі, номер, що повторює величину атомного ядра.
Цікаво, що подібний підхід спостерігався у Фріца Панета (1887- 1958), відомого фізико-хіміка, приділяє багато уваги філософії хіміі2. Панет бачить в хімічному елементі два шари, по-перше, проста речовина, по-друге, базисне речовина. Елемент як проста речовина виділено різноманіттям хімічних, фізичних, фізико-хімічних, екологічних та інших властивостей, характерних для цього ве
щества (водню, гелію, літію і т.д.), а як базисне речовина - тим чи іншим фізичним властивістю, скажімо, зарядом атомного ядра, як це зроблено в більшості підручників.
Отже, речовина як предмет хімії «посміхається своїм чуттєвим блиском всьому людині» 1. Це і дорогоцінний камінь, і «підозрілий на золото пісок», це і глибообразная руда і рудоносних пиль2. Хімія зазвичай не йде так далеко в схематизації і ідеалізації речовини, як це властиво фізики. Як правило, хімічні ідеалізації утримують цілий спектр спостережуваних характеристик речовини. «Хімія діє на деякому рівні глибини. На цій глибині її поняття мають значення. Варто спуститися глибше, і ми приходимо до фізики »3. З цими словами найбільшого фахівця з квантової хімії Ч. Коулсон (1910-1974) 4 можна погодитися, обумовивши, що вони не встановлюють межу між хімією і фізикою, а висловлюють тенденцію, яка виявляється в тих понятійних системах, які використовують ці науки. Речовина в тому вигляді, як воно присутнє в хімії, це продукт ідеалізації і схематизації дійсності. Але ці ідеалізації і схематизації - не настільки радикальні, як у фізиці.
природні види
Щоб краще усвідомити специфіку теоретичного знання в хімії, корисно звернутися до концепції природного вигляду, за якою стоїть велика філософська традиція. «Природні види - класи предметів, що володіють з точки зору сучасної науки спільністю глибинних характеристик. Скажімо, вид сумчастих, що включає в себе кенгуру, опосума, сумчастого миша (хоча виключає звичайну мишу), є природним, а вид круглих предметів, що включає тенісний м'яч, Земна куля і головку сиру - немає. Прикладами природних видів можуть служити також золото, лимон, тигр, кислота »5.
Як відомо, в хімії велике місце займають класифікації. Фізика, мабуть, менше зайнята класифікаціями. Важливо також підкреслити, що хімія прагне до природних класифікацій, що виражає природні види. Однак проблематика природного вигляду дозволяє сказати більше про природу хімічного знання. Вона не тільки підкреслює значення класифікацій в хімії. Ця проблематика прояснює природу хімічних понять. Багато з хімічних понять суть поняття про природні видах.
Природними видами в хімії є індивідуальні речовини: вода, сірчана кислота, царська горілка і т.д. класи хімічних сполук - кислота, підстава, метал і т.д. Природні види - це також «складне речовина», «проста речовина», «хімічний елемент». У той же час до природних видів не належать ідеалізації, що використовуються у фізиці. Скажімо, матеріальна точка, яка представляє Землю на орбіті, вантаж на довгій нитці і камінь, кинутий під кутом до горизонту, це не природний, а штучний вигляд. Те ж можна сказати про ідеалізацію «тверде тіло». Це і фізичний маятник, і Земля, яка здійснює добове рух, і жорсткий диск, що котиться по Землі.
Природні види не піддаються суворим теоретичних визначень. На це вказував ще І. Кант1. Вони визначаються через сукупності ознак, причому ці сукупності відкриті уточнення і зміни. Як зазначає американський філософ X. Патнем, щоб визначити природний вигляд, потрібен якийсь стереотип, зразок, з яким зіставляються інші тіла, що входять в даний природний вигляд. Потрібні також кваліфіковані фахівці, які користуються довірою наукової громадськості (експерти), що ідентифікують представників цього природного віда2.
Пояснюючи концепцію природного вигляду, можна було б скористатися наведеними вище прикладами: «кислота», «метал», «хімічний елемент». Звернемося, однак, до ще одного прикладу, часто фігурує в сучасній філософській літературі, - воді. Вода довгий час трактувалася як елементарне речовина. Як відомо, у Аристотеля, чиї погляди визначили теоретичну базу середньовічної хімії, вода, поряд з повітрям, вогнем і землею, була одним з чотирьох елементів. В алхімії список елементів було розширено до семи, але вода незмінно розумілася як елемент. В період панування теорії флогістону стали висловлюватися гіпотези, що стосуються складного складу води. Наприклад, вода розглядалася як з'єднання «дефлогістованого повітря» з флогистоном. Хіміки початку другої половини XVIII ст. бачили в складі води «горючий газ» (зараз - водень) і «дефлогістрованим-ний повітря» (кисень). І, нарешті, Лавуазьє, який відмовився від теорії флогістону, встановив двоелементний склад - водень і кисень, який після уточнення атомних ваг дав сучасну формулу - Н203.
Це відкриття дозволило по-новому оцінити ставлення води до того, що вважається її твердим і газоподібним агрегатними станами - льодом і парою. Принципова спорідненість цих речовин передбачалося і раніше, але висловлювалися і протилежні точки зору, наприклад, ще 1734 р шведський вчений М. Трівальдом припускав, що пар - це нагріте вологе повітря. Але не тільки пар, лід і рідка вода складають природний вигляд «вода». Сюди слід віднести морську воду, річкову воду, ключову воду, талу воду, росу і т.д. Морська вода, скажімо, заст