chèmijos filosòfija, mokslo filosofijos šaka, nagrinėjanti metodologinius chemijos mokslo klausimus.
Chemijos filosofijos tyrimo sritys
Klausimai dažnai skirstomi į dvi grupes – chemijos filosofijos metafiziką, kuri tiria pamatinę medžiagos sandarą, cheminius ryšius ir sintezę, bei epistemologiją, kuriai priklauso tradicinės mokslo filosofijos temos (patvirtinimas, aiškinimas, redukcija, realizmo ir empirizmo ginčas). Šios temos svarstomos chemijos mokslo kontekste.
Chemijos filosofijos pirmtakai
Vieną brandesnių metafizinių problemų sprendimų pasiūlė Platonas. Jis manė, kad kosmosą sudaro 4 elementai – ugnis, oras, vanduo ir žemė. Žemę atitinka kubas, ugnį – tetraedras, orą – oktaedras, vandenį – ikosaedras (visi sudaryti iš trikampių). Elementai yra nematomi, nes labai maži, suvokiami tik protu. Žemė negali virsti niekuo kitu, nes jos trikampiai skiriasi nuo vandens, oro ir ugnies trikampių. Vanduo, suardytas į ugnies ir oro dalis, vėl gali susijungti į vieną ugnies ir dvi oro dalis (čia įžvelgiamas chemijos formulių prototipas: H2O → H2 + 2O2).
Aristotelis elementus kildino iš juslėmis suvokiamų kūnų materijos. Materiją visuomet lydi priešybės: ugnies elementas yra karštas ir sausas, oro – karštas ir drėgnas, vandens – šaltas ir drėgnas, žemės – šaltas ir sausas. Elementai vienas kitą veikia ir patiria poveikį, susimaišo ir gali virsti vienas kitu. Elementas lengviau virs tuo elementu, kurio tik viena savybė yra priešinga. Jei skiriasi abi savybės, virsmas bus lėtesnis.
Šiuolaikinės chemijos pradžia
Šiuolaikinės chemijos pradininku laikomas A. L. de Lavoisier, savo sistemoje tradicinius 4 elementus pakeitęs 55 medžiagomis, kurių žinomais būdais neįmanoma išskaidyti į paprastesnius elementus. Tarp tų medžiagų buvo šviesa, kalorikas (šilumos elementas), oro pradai (deguonis, azotas ir kiti), 17 metalų, 5 žemės pradai (metalų oksidai). A. L. de Lavoisier pateikė medžiagos tvermės dėsnį (jo ištakų esama jau Aristotelio filosofijoje), kad cheminių procesų metu medžiaga nei išnyksta, nei atsiranda. 18 a. pabaigoje A. L. de Lavoisier dėka įsivyravo šiuolaikinė chemijos mokslo samprata. Šis laikotarpis laikomas chemijos mokslo revoliucija. 19 a. viduryje Lotharas Meyeris ir D. Mendelejevas nepriklausomai vienas nuo kito sukūrė 63 elementų periodinę lentelę. Buvo priimta D. Mendelejevo sistema, remiantis ja buvo galima patikslinti elementų atominių masių vertes ir nuspėti dar nežinomų elementų savybes.
Šiuolaikinė chemija remiasi atomų teorija – visos medžiagos sudarytos iš periodinės elementų sistemos atomų. Atomų hipotezę įtvirtino J. Daltonas, taręs, kad kiekvienas elementas yra sudarytas iš mažiausių tam tikro dydžio ir masės dalelių, būdingų tos rūšies elementams.
Redukcionizmo ir kiti klausimai
Pasak J. F. W. Herschelio, mokslo filosofijai rūpi pagrindimo kontekstas, o atradimo kontekstas priklauso psichologijos sričiai. Vis tik chemijos filosofijai svarbus ir atradimo kontekstas. E. J. Corey parodė, kad organinių molekulių sintezė gali būti racionaliai suplanuota, remiantis retrosintetinės analizės metodais. Morrisas Goodmanas pasiūlė 4 žingsnių procedūrą, kaip atrinkti naujiems medikamentams tinkamas molekules.
Mokslo filosofijoje, ypač tarp loginio požiūrio šalininkų, yra populiari redukcionizmo tezė, kurią ginčija istorinės mokyklos atstovai. Nors daugelis chemijos filosofijos atstovų mano, kad nėra prieštaravimo tarp fizikos filosofijos ir chemijos filosofijos, bet teigia, kad chemija negali būti išreikšta (redukuota) vien tik fizikos terminais ir formulėmis. Chemijos filosofijoje nagrinėjami klausimai, ar makroskopinių ir mikroskopinių reiškinių tyrimo teorijos yra suderinamos, pvz., ar makroskopinis medžiagos aprašymas ir termodinaminė teorija gali būti išreikšti molekulinio lygio aprašymu.
Chemijos reiškinių aiškinimo būdai
Beveik visos šiuolaikinės teorijos chemijos reiškinius aiškina taikydamos modelius ir remiasi netiesioginiais aprašymais. Iki 20 a. pirmos pusės vyravo molekulinės struktūros fizikiniai modeliai, vėliau buvo taikomi matematiniai klasikinės ir kvantinės mechanikos modeliai, bet fizikiniai modeliai nepraranda reikšmės iki šiol. 20 a. viduryje fizikinis modelis padėjo atrasti, kad DNR turi dvigubą spiralinę struktūrą. Šiuolaikiniuose teoriniuose tyrimuose plačiai taikomi kvantinės mechanikos metodai. Nors tikslaus reiškinių aprašymo kvantinės mechanikos metodais nebuvo gauta, teorinės fizikos, taikomosios matematikos ir informacinių technologijų laimėjimai leido gana tiksliai ir nedaug supaprastinus įvertinti daugelio molekulių chemines savybes. Vis tik labai sudėtingi teoriniai skaičiavimai negali atskleisti visų mechanizmų, sukeliančių cheminius reiškinius. Reikia ir paprastų modelių, kai svarbu suprasti reiškinius.
Anot R. Hoffmanno, chemijoje susiduriame su dviem aiškinimo būdais: vertikaliuoju, kai remiamasi kvantinės mechanikos principais, ir horizontaliuoju, kai naudojamasi chemijos sąvokomis. Horizontalusis būdas ypač padeda suprasti procesus palyginimo, kontrasto būdu. Šių dviejų būdų taikymas yra viena chemijos filosofijos temų.
L: J. van Brakel Philosophy of Chemistry Leuven 2000; H. Primas Chemistry, Quantum Mechanics and Reductionism New York 1981.
1151