Законы и категории диалектики в химии

При изучении химической формы движения материи, как уже отмечалось, ярко проявляются в особенной форме всеобщие законы диалектики. Логика перехода от прежнего качества к новому также отражена в законе перехода количественных изменений в качественные. Ну а внутренним содержанием перехода старого качества в новое является борьба противоположностей, что вновь указывает на действие первого закона.

К категориям диалектики относят прежде всего такие понятия как качество и количество, сущность и явление, необходимость и случайность, а также категории, выражающие полноту понятия, такие как единичное, особенное и всеобщее. Рассмотрение химических процессов под углом зрения законов диалектики и применение диалектических категорий способствует более глубокому проникновению в суть происходящего, поскольку предмет исследования охватывается во всей логической полноте и развитии.

Вместе с тем, следует учитывать, что универсальные законы и категории диалектики в физических, химических, биологических и прочих формах движения материи проявляются различно, с учетом специфики конкретной формы материального движения. Так, например, основной закон диалектики – закон единства и борьбы противоположностей – указывает на то, что любое явление в мире заключает в себе собственное противоречие, что понуждает данную вещь к развитию и определяет свойства развивающейся вещи. То есть, именно противоречие с борьбой противоположностей задает направление развития каждого предмета и его параметры.

Если вышеуказанное основное противоречие характерно для всей химической формы движения материи, то главное противоречие играет столь же определяющую роль, но уже по отношению к отдельным веществам, то есть главные противоречия это особенные противоречие, характеризующее свойства того или иного рода веществ. Так, например, главным внутренним противоречием аминокислот, выступает противоречие между основным характером аминогруппы и кислотным характером карбоксильной группы. Данные группы выражают прямо противоположные свойства и взаимодействие между ними определяет сущность аминокислот как известного класса органических соединений, с их собственными свойствами и способностью к реакциям.

Второстепенные противоречия могут привести к изменению некоторых свойств без трансформации качества, то есть будет сохранено основное противоречие, определяющее вещество в его качестве. Разрешение второстепенного противоречия может влиять на одну из противоположностей главного противоречия, что скажется на свойствах полученного химического вещества. В случае с аминокислотами это связано с получением следующих производных. Так, карбоксильные группы могут путем реакций образовывать соли аминокислот, сложные эфиры, а также хлорангидриды. В то же самое время характерными реакциями аминогруппы являются образование солей при взаимодействии с кислотами, а также N-ацилированных производных при обработке аминокислот хлорангидридами в щелочной среде.

Тем не менее, разрешение неглавных противоречий не приводит к качественному превращению вещества, что объясняется сохранением главного противоречия. В случае тех же аминокислот, если произвести реакцию, например, дезаминирования, то получится качественно новое вещество. Это уже соединене из другого класса веществ, определенное другим главным притиворечием, где в качестве одной из противопложностей уже нет аминогруппы.

Закон перехода количественных изменений в качественные в химии также проявляется весьма специфически. Химия особенно тесно связана с диалектическими категориями качества и количества. Например, всякая химическая реакция может быть рассмотрена как качество, а количество участвующих веществ или скорость протекания реакции могут выражать собою количество. Следует особо подчеркнуть, что качество и количество это не просто некие абстрактные термины, а реальные свойства, принадлежащие всем без исключения телам и процессам окружающего нас мира. Закон перехода количественных изменений в качественные и обратно выражает связь между этими противоположными друг другу сторонами одного целого. Для перехода в новое качество необходимо, чтобы количественные изменения превзошли предел меры, которая связывает между собой качество и количество.

Действие данного закона в химии проявляется в особых формах. Здесь количественные изменения связаны не только с изменением химического состава веществ, но и с изменением пространственной структуры молекул. Атомы, соединяясь в молекулы, взаимно влияют друг на друга и поэтому образующаяся молекула по своим свойствам не может быть сведена к сумме свойств образующих ее атомов. Это качественно иное образование, о чем уже говорилось выше. Изучение сущности изомерии из фактов того, что при одном и том же числе атомов различных элементов могут возникать химические соединения, различные по своим свойствам. Оказалось, что причина этого лежит в различном порядке связей атомов. Квантовая механика подтвердила положение Бутлерова о том, что именно строение является важнейшим свойство молекулы, определяющим все другие ее свойства и особенности. Таким образом, не только изменение химического состава, но и изменение строения молекул связано в химии с изменением качества веществ, в чем заключается основная специфика проявления диалектического закона перехода количественных изменений в качественные в сфере химического движения материи.

Плодотворность применения диалектических категорий в химии можно показать на примере таких категорий как явление и сущность. Тело или вещество, данное нам в чувственном восприятии есть явление, которое обычно составляет фактическую сторону естественных наук, в особенности химии, где эмпирические исследования значительно превосходят по объему теоретические, что представляет одну из характерных особенностей данной науки. С точки зрения философии химик почти всегда имеет дело с предметом исследования в виде явления или наличного бытия, легко поддающегося внешнему наблюдению и эксперименту. С другой стороны, целью науки является истина, говорящая языком законов, а законы не лежат на поверхности явлений.

Диалектика связывает между собой категории явления и сущности как противоположные моменты противоречивого отношения. Когда говорят о сущности, то прежде всего имеют ввиду, что вещь на самом деле не такова каковой представляется. Представления возникают на основе восприятия явления, например, наблюдая кислоту, можно составить себе представление о кислоте, однако давно известно, что манипуляции в сознании формами представлений не ведут к углублению знания о предмете. Прежде всего необходимо понять суть изучаемого явления. Этимологические понятие «суть» или «сущность» связано с понятием бытия и в упрощенной форме можно сказать, что сущность явления это то, что есть явление поистине. Сущность противоположна явлению, поскольку первое указывает на всеобщее, родовое, а второе всегда дано как некая единичная вещь или процесс. Если явление всегда дано нам в чувствах, то сущность обнаруживается исключительно посредством мышления. Вот наиболее простой пример: молния и гром во время грозы – это явление, но из наблюдения этого явления невозможно вывести сущность, говорящую о том, что мы имеем дело с разновидностью электрического разряда.

Философия, опирающаяся на рациональный метод позитивной диалектики, утверждает, что сущность и явления неразрывно связаны между собой, находясь в противоречивом единстве, при этом явление содержит сущность как основу, а сущность обнаруживает себя в явлении. Таким образом, можно сказать, что наблюдение и эксперимент сами по себе есть лишь эмпирическая сторона исследования, а в то время как переход к теоретическому уровню должен быть опосредован выявлением сущности изучаемых явлений. При поиске сущности изучаемых явлений приходится абстрагироваться от множества наблюдаемых моментов. Например, химические реакции обычно сопровождаются поглощением или выделением тепла, выпадением осадка, изменением окраски, выделением газообразного компонента, но все это многообразие «несущественно». На самом деле сущность химической реакции заключается в разрушении и образовании связей между атомами и атомными группами, в изменении состава, молекулярных структурных и, соответственно, свойств веществ.

Сущность предмета есть одновременно истинное понятие о предмете, выражающееся в термине, а закон по своей логической форме есть умозаключение, связывающее в себе понятие. Диалектика взаимоотношений сущности и явления в ходе познания указывает на возможность многократного движения от явления к сущности и наоборот, вследствие чего возрастает глубина познания предмета, который предстает все более конкретным. Еще Д.И.Менделеев писал в свое время, что каждый естественный закон лишь тогда приобретает особое научное значение, когда из него можно извлекать практические следствия, то есть, такие логические заключения, которые объясняют еще необъясненное, указывают на явления, до сих пор не известные, особенно когда закон делает возможным давать такие предсказания, которые затем можно подтвердить практическим опытом. Т есть, обнаруженные сущности и закономерности позволяют лучше узнать изучаемые явления, а новые эмпирические исследования, вооруженные указанными теоретическими познаниями позволяют вновь перейти в сферу сущностей и законов, но уже на более глубоком уровне понимания.

Если обратиться к примерам, то можно вспомнить открытие законов стехиометрии, которые позволили производить химические реакции с пониманием их количественной стороны. Вместе с тем законы паев и эквивалентов можно было назвать не более, чем внешними закономерностями, поскольку они были изолированы друг от друга, а внутренний смысл их оставался неясен. Согласно диалектическому подходу к рассмотрению природы, количество есть одна из внешних характеристик материи, так что указанные закономерности не зря выглядели «чисто эмпирическими», покуда Д.Дальтон не применил к объяснению химических явлений атомистическому гипотезу. Последняя позволяла понять сущность химического вещества, основанную на том, что любое вещество состоит из элементарных частиц, названных атомами, обдающими различным атомным весом. В результате Дальтону удалось открыть третий закон стехиометрии – закон простых кратных отношений. В дальнейшем атомистическая гипотеза стала развиваться в атомно-молекулярную теорию и все стехиометрические законы стали наглядно выражаться в символических формулах химиеских веществ, сущностью которого теперь была уже молекула, так как молекула выражает состав, строение и все свойства любого химического соединения. Формульная запись, основанная на атомно-молекулярной теории позволила наглядно изображать суть химических превращений, при помощи химических формул стали вычислять молекулярный вес вещества, составлять уравнения химических реакций. Все это, в конечном итоге позволило производить расчеты, лежащие в основе начавшей развиваться органической химии, а также об открытии Д.И.Менделеевым периодического закона элементов. Произошло дальнейшее углубление в суть того, что есть вещество поистине. Теперь крайне существенными оказались атомный вес элементов и структура молекул. Атомно-молекулярная теория дополнилась углубленными знаниями о внутреннем строении вещества, а химия в целом вышла на новый уровень эмпирических исследований и практических возможностей.

Таким образом, диалектика явления и сущности блестяще подтверждается в истории развития химии, как и другие стороны диалектического уровня, применяемые к процессу изучения природы. Не меньшую пользу современному химику, например, могут принести применение к своему предмету исследования и других диалектических категорий, включая такие как форма и содержание, необходимость и случайность.