"Предмет и методы познания химической науки"
Предмет и методы познания химической науки
Автор: Земерова Алена Вячеславовна, преподаватель химии, ГБПОУ СО Талицкий лесотехнический колледж им. Н.И. Кузнецова, город Талица, Свердловская область
В раздел среднее профессиональное образование
Предмет и методы познания
химической науки.
Начиная с середины 19 века и в первой половине 20 века в науке была широко распространена идеология позитивизма , которая помогала естественным наукам освобождаться от влияния религии и старой метафизической философии . О . Конт так выразил суть позитивизма : « Наука – сама себе философия ». Вместе с тем , многие позитивизты пробовали строить « правильную научную философию », либо верили в возможность таковой . Понятно , что философия , проистекающая из науки должна была выступать в форме некоей « наукой наук ». Например , О . Конт оставлял за философией место общей науки , а К . Поппер сводил философию не иначе как к теории развития науки . Однако же все эти попытки изгнать философию из сферы исследования природы потерпели неудачу . Действительно , общая методология науки , или теория развития науки – темы не для частных наук , а для философии , но последняя не ограничивается рассмотрением только таких предметов . У философии есть собственный подход к изучению окружающей нас вселенной , одним из аспектов которого является опора на достижения естественных наук . Переводя современные научные открытия на универсальный язык всеобщих понятий , философы не просто изучают физику , химию , биологию , а выделяют целые научные концепции и методологические формы . Таким образом , философия занимается теорией науки в рамках собственных , более широких природоведческих исследований , о чем уже говорилось ранее . Понятно , что философия химии уделяет особое влияние предмету и методам познания химической науки . Объектом исследования химии , как и других естественных наук , выступает материальный мир в многообразии его внутренних связей и постоянной динамике развития . Вместе с тем , химия выделяет собственную область изучения указанного объекта , которая , в целом и представляет предмет познания химической науки . Еще в 19 веке Ш . Жерар , формируя данный предмет , писал , что химия занимается последовательными преобразованиями материи , она вникает в происхождения тел , исследует их прошедшее и будущее . Таким образом можно сказать . Что химию интересует в материальном мире особый вид процессов , сутью которых является не простое физическое перемещение объектов , а полное изменение различных материй , их трансформация и взаимопереход , что представляет собой основу всякого химического превращения . Следует уточнить , что в свете новых научных данных под химическим превращением вещества понимается такое превращение , при котором происходит изменеие строения вещества , его состава , свойств в соответствии с особыми химическими закономерностями . Химические превращения происходят на атомном уровне и осуществляются в процессе специфических взаимодействий определенных структур частиц вещества . Химические превращения сопровождаются возникновением или перераспределением
химически связей . Уже этим химические превращения значительно отличаются от других видов превращением материи ( ядерных , геологических , биологических ). Гегель в свое труде « Философия природы » рассматривает химический процесс в контексте возникновения тотальной индивидуальности материи , то есть , этап химизма понимается немецким философом как процесс выделения особенных материальных объектов из всеобщей неопределенности исходной материи . В философском смысле речь идет об обретении материальным миром собственной телесно - образной различённости . Говоря о химии , как о науке в ее связи с философией , необходимо указать на основные методы познания , применяемые в химии . Еще Д . И , Менделеев в свое время подчеркивал , что изучать в научном смысле значит : 1) не только добросовестно изображать или просто описывать , но и узнавать отношение изучаемого к тому , что известно ; 2) измерять все то , что может подлежать измерению ; 3) определять место изучаемого в системе известного , пользуясь как качественными , так и количественными методами ; 4) находить закон ; 5) составлять гипотезы о причинной связи между изучаемыми явлениями ; 6) проверять следствия гипотезы опытом ; 7) составлять теорию изучаемого . Все это с необходимостью требует как наличия правильных методов исследования , так и умения пользоваться ими . Методы , применяемые в современной химии , делятся на общенаучные и специальные . Общенаучные методы , такие как индукция , дедукция , абстрагирование , анализ , синтез , моделирование и эксперимент являются основой создания теории и представляют собой базис н учного исследования . Специальные методы , такие как метод рентгено - структурного анализа , метод валентных связей , расчеты молеклярных орбит носят вспомагательный характер и используются в дополнении к общенаучным методам . Следует особо отметить , что общенаучные методы имеют своим основанием философию , поскольку именно в рамках философии были впервые подняты проблемы , связанные с познанием , разработаны формальная , а затем и позитивно - диалектическая логика , что стало базой развивающейся рациональной теории познания . И наше время философская гносеология является главным источником создания объясняющих концепций , касающихся любой формы человеческого познания .
Теперь перейдем к характеристике общенаучных методов исследования , применяемых в химии . 1. Индукция . В данном случае познания движется от частного , единичного – общему . На основе изучения отдельных химических явлений , имеющихся суждений и фактов делаются обобщающие умозаключения , устанавливаются общие свойства , существенные и закономерные связи веществ . Индуктивный метод опирается на опыт , наблюдение , накопление и анализ отдельных фактов . Индуктивный метод является основой эмпирических знаний . Примером успешного применения индукции в химии можно считать открытие закона сохранения массы веществ М . В . Ломоносовым в процессе проверки опытов Бойля с обжигом металлов , а также выведение эмпирических правил постоянства состава , паев Прустом и Рихтером . Правил , ставших сопутствующими теориями стехиометрии на основе атомных представлений . Обычно индуктивным способом возможно установить количественные и другие внешнеположенные характеристики наблюдаемых явлений и процессов , данных исследователю в непосредственном чувственном восприятии . Индукцию можно определить также как накопление фактов наблюдения , анализ и систематизацию фактов и , наконец , обобщение полученных результатов с целью выведения объективных закономерностей . 2. Дедукция . Это способ логического рассуждения , идущий от общего ( например , химический закон , постулат , правило ) – к частному , то есть к отдельным химическим фактам . Как метод дедукции прямо противоположна индукции , поскольку опора делается на творческое мышление , рождающее идеи , предположения , гипотезы и даже теории , - все это затем может быть сопоставлено с фактами и проверено экспериментально , в то время как при индуктивном методе все делается в обратном порядке . Дедукция в химии как и в других естественных науках не просто дополняет индукцию , а играет роль основы теоретическимх исследований . Создание законов невозможно без дедуктивных открытий , поскольку из наблюдений за явлениями невозможно вывести их сущность . В качестве примера стоит запомнить , что правила Пруста и Рихтера стали соответствующими теориями стехиометрии лишь всвязи с первыми успехами развития атомно - молекулярной теории . Надо было найти мысленный ответ на вопрос , к примеру , в чем причина действия правила постоянного состава , но такой ответ не вытекает из наблюдений за химическими реакциями , как не вытекает он и из самого обнаруженного правила . После трудов Декарта и , в особенности , Канта и Гегеля , философия пришла к выводу , что любые теории , в том числе научные логически не выводятся из эмпирических фактов и закономерностей , не являются их индуктивным обобщением , а надстраиваются над эмпирическим знанием в качестве описания особого рода реальности , как сферы идеальных объектов с системой собственных взаимосвязей . Теоретический уровень характеризует зрелость науки , хотя нельзя забывать и то , что истинная теория невозможна без своей эмпирической почвы , как форма неотделима от содержания и наоборот .
Понятно , что роль дедукции все время растет по мере развития химии как науки . Если первые этапы становления научной химии были отмечены прежде всего торжеством индуктивного метода , то с появлением атомно - молекулярной теории , органической химии дедуктивный метод становится все более популярным и востребованным . 3. Анализ и синтез . В процессе познания химических веществ и процессов важное место занимают методы анализа и синтеза . Объекты научного интереса при аналитическом исследовании расчленяются , затем выделяются их составные части , связи и стороны – для более подробного изучения . Анализ позволяет отделить всеобщее от единичного , необходимое от случайного , главное от второстепенного . На таких принципах основан целый раздел химической науки – аналитическая химия , где определение состава химического вещества решается при помощи качественного и количе с твенного метода анализа . Вместе с тем , анализ это лишь начало процесса познания , поскольку знание отдельных частей предмета еще не дает знания о предмете в целом . В научно - теоретической мысли давно утвердилось понятие о том , что целое не может быть сведено к механической сумме своих частей . В процессе синтеза происходит практическое или мысленное соединение составных частей изучаемого объекта , его свойств и связей , расчлененных в результате анализа , в новом качественном виде . В результате предмет выступает как неразрывное диалектическое единство частей и целого . Проходя через анализ и синтез , предмет исследования с необходимостью изменяется , становясь более различенным по содержанию , что находится в тесной взаимосвязи с ростом различенности нашего понимания изучаемого предмета во всех его свойствах , связях и качествах . 4. Научная абстракция . Одной из характерных особенностей современных наук и , в частности , химии является широкое использование метода научной абстракции . Абстрагирование предполагает мысленное отвлечение от ряда второстепенных , несущественных свойств и связей , а также – сторон исследуемого предмета при выделении одного общего , существенного признака , свойства или отношения . Полученное в результате таких действий понятие называется абстракцией . В химии научными абстракциями выступают такие важные понятия как кислота , элемент , спирт , гомологический ряд , валентность , химическое строение . Метод научной абстракции особенно необходим при мысленном поиске сущностей и законов . 5. Модеолирование . В тесной связи с абстрагированием находится метод моделирования , который также широко используется в современной науке . Моделирование представляет собой особый вид эксперимента , нередко мысленного . В химии метод моделирования используется относительно давно . Например , химическая символика , первые формулы соединений Берцелиуса реально представляли собой знаковые модели , отражающие состав соединения , а также стехиометрические отношения между элементами . Развитие теории химического строения позволило создать модель молекулы в виде структурной формулы , выражающей уже и порядок связи атомов . В последние годы всвязи с постоянным развитием
компьютерных технологий роль метода моделирования значительно возросла . 6. Метод эксперимента . Данный метод нельзя целиком и полностью отнести к сфере чисто эмпирических исследований , хотя на первый взгляд эксперимент напрямую связан с практикой . Лучше сказать , метод эксперимента универсален и годится также для теоретических исследований , например , возможен так называемый мысленный эксперимент . Даже в случае с экспериментом виде лабораторного опыта , как это часто бывает в химии , нельзя не отметить , что любой опыт заранее готовится и тщательно продумывается под углом зрения какой - либо гипотезы , вследствии чего мы имеем дело с практикой , которая опосредована теорией . Иными словами , эксперимент не самодостаточен и не является методом чистого эмпиризма , независимого от теоретических концепций . Напротив , вся структура эксперимента как и его цель , как правило , согласованы заранее с какой - либо объясняющей концепцией , теорией , или системой идей целой научной школы . Подобная « двойственность » может быть отнесена к достоинствам экспериментального метода , заключающего в себе действительное единство теории и практики , формы и содержания . Но данный метод доступен не всем наукам , изучающим природу , в целом ряде наук он либо невозможен , либо крайне затруднителен . В то же самое время именно химическая форма движения материи представляет собой бесконечное поле возможностей для экспериментатора . Остается подчеркнуть , что грамотность по части научной методологии должна быть составной частью профессиональной культуры современного специалиста - химика .
В раздел среднее профессиональное образование