Сущность и специфика философско-методологических проблем химии и биологии

1. История развития химии как науки. Структурная организация в химии. Учение о химических процессах. Эволюция химических систем. Биохимия и химия жизни.

2. Современные тенденции в развитии биологии и её лидерство в науке. Современные представления о «происхождении живого». Методологические принципы концепции А.И. Опарина.

3. Понятие природы и общества. Основное содержание концепции коэволюции. Основные проблемы биоэтики.

Также возможны следующие и другие темы для самостоятельной подготовки сообщений, исходя из темы семинара и интересов студента:

1. Взаимосвязь и взаимодействие химии с физикой, биологией, геологией и экологией.

2. Термохимия и химическая термодинамика. Развитие представлений о скоростях химических реакций.

3. Химическая форма движения материи.

4. Химия и техника.

5. Химия и пищевая промышленность.

6. Алхимия и возникновение химии как науки.

7. Химическая картина мира.

8. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева как отражение единства материального мира и как отражение диалектических закономерностей. Философский смысл Периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

9. Становление структурной химии, ее философское значение.

10. Самоорганизация химических систем – основа химической эволюции.

11. Теория химической эволюции.

12. Тенденция физикализации химии: проникновение физических идей в химию и построение физических и физико-химических теорий

13. Биология и формирование современной эволюционной картины мира.

14. Специфика биологической формы движения материи и её соотношение с другими формами движения.

15. Философские и естественнонаучные проблемы сущности жизни.

16. Основные структурные уровни живого и их взаимосвязь.

17. Философские проблемы теории естественного отбора.

18. Эволюционная теория и проблемы антропосоциогенеза.

Краткое изложение теоретических вопросов:

Можно выделить три основные группы философских вопросов химии. 1) Вопросы понимания сути достижений химии в познании вещества, общей научной картины вещества, природы (онтологический аспект достижений химии). 2) Вопросы гносеологические и методологические (познавательная деятельность химика, анализ применяемых в химии понятий, абстракций, методов исследования и т.д.). 3) Вопросы, связанные с социальным аспектом развития химии и химической практики.

В истории химии последовательно возникают и развиваются четыре концептуальные системы. 1) Учение о составе вещества - исторически первая концептуальная система химии. В рамках этого учения решались две основные проблемы: а) проблема химического элемента; б) проблема зависимости свойств вещества от его химического состава. Уже в античной философии возникло представление о том, что всё многообразие веществ складывается из небольшого числа исходных элементов. Под элементами тогда понимались четыре стихии – вода, воздух, огонь и земля. В античной философии (Левкипп, Демокрит) возникло представление об элементах как об атомах. Это учение на научной основе возродилось в начале XIX века. Далее значительный вклад в развитие учения о химических элементах связан с именами Р. Бойля, Д. Дальтона, Д.И. Менделеева. 2) Учение о химическом строении вещества (структурная химия). В 40-х – 60-х гг. XIX века сложилось представление о том, что свойства веществ зависят не только от состава молекул, но и от их структуры. Ограниченность прежних химических теорий обусловили появление структурной химии, объяснившей свойства веществ, исходя из их химического строения Основы структурной химии были заложены в работах Ш. Жерара, А. Кекуле, А. Купера. В наиболее полном виде теория химического строения вещества была сформулирована А.М. Бутлеровым (1861). В основе структурных теорий лежат философские и общенаучные понятия «система», «элемент», «структура». Система – это совокупность взаимодействующих элементов. Элемент – далее не разложимый компонент системы. Структура – устойчивые связи между элементами, упорядоченность элементов. Молекулу вещества стали рассматривать как целостную систему, свойства которой определяются не только составом элементов, но и их взаимосвязями.Основные положения теории химического строения органических вещества:1.Атомы в молекулах соединены друг с другом в определённой последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами. 2. Соединение атомов происходит в соответствии с их валентностью. 3. Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от «химического строения», то есть от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.

Появление структурных теорий стало переходом к более глубокому уровню познания химических явлений. 3) Кинетические теории, устанавливающие влияние различных факторов на характер и скорость протекания химических процессов. возникают с 80-х гг. XIX века в связи с интенсивным развитием промышленности, новыми требованиями к производству материалов (нефтехимические производства). Кинетические теории изначально создавались как теории химического процесса. Они были призваны объяснить поведение сложноорганизованных химических систем. Кинетическая система кроме реагирующих веществ включает в себя и множество других факторов, влияющих на характер химического процесса: катализаторы, примеси, растворители, стенки сосуда. Кинетические теории учитывают также влияние различных физических факторов (температура, давление, и др.), осуществляя взаимопроникновение физики и химии. 4. Теории химической эволюции. В 60-х гг. ХХ века появляются первые теории эволюционной химии. От познания химического процесса был сделан шаг к познанию химической эволюции. Используя опыт биологии, а также методы физики и кибернетики, химия переходит к объяснению процессов самоорганизации химических систем. Например, эволюционная химия встают объясняет предбиологическую эволюцию веществ, химия выстраивает мост между физикой и космологией с одной стороны и эволюционной биологией с другой.

Каждая концептуальная система включает в себя несколько теорий, объединённых общими фундаментальными принципами, законами, методами и направленностью на решение определённых проблем.

Философский анализ проблемы физикализации химии.В истории взаимодействия физики и химии исследователи выделяют три этапа: 1) проникновение отдельных понятий физики в химию; 2) проникновение в химию физических законов; 3) создание на стыке наук интегративных физико-химических теорий.

В настоящее время большинство химических понятий, законов и теорий получили физическую интерпретацию. На первый взгляд, химия всё больше сводится в физике. Это заставляет многих учёных, плохо владеющих философской методологией, усомниться в правильности существующей классификации форм движения по уровню сложности (механическое движение, физическое, химическое, биологическое и социальное). Между формами движения материи существуют строгие взаимосвязи, нарушение которых ведёт к редукционизму. Редукционизм – это методологический подход, который заключается в сведении сложного к простому, в сведении свойств целого к сумме свойств частей. Редукционизм привел к отрицанию качественного своеобразия химических явлений. Противоположный методологический подход – антиредукционизм, согласно которому в химических процессах наряду с физическими появляются ещё какие-то особые, нефизические явления, не объяснимые с позиции физики. Точно также в живом организме нет особых биологических процессов, не имеющих физико-химической основы. Непонимание этого ведёт к витализму, к признанию существования особых «жизненных сил», отличающих живое от неживого.Диалектико-материалистическая философия отрицает крайности редукционизма и антиредукционизма. Высшие формы движения качественно не сводятся к низшим. Это значит, что у них появляются новые существенные признаки, которых нет у низших форм. Химическое движение не просто качественно отличается от физического движения, оно является более сложной формой движения: 1) Простое может существовать без сложного, а сложное без простого не может. Существует множество физических процессов, при которых не происходит химических превращений. Но не существует ни одного химического явления, которое не сопровождалось бы физическими процессами. 2) В истории развития Вселенной было время, когда происходили только физические процессы, а химические были не возможны. Высокая температура делала невозможным образование атомов. Последующее возникновение атомов, молекул и химических процессов означало усложнение материи. 3) Дальнейшее усложнение материи уже связано с химическим движением, на основе которого возникает бесконечное многообразие веществ, свойств, процессов. Возникают всё более сложные структуры, в том числе, органические макромолекулы и начинаются биологические процессы.История химии доказывает, что наряду с процессом физикализации происходит и процесс углубления традиционных химических представлений, теорий, методов. Химия как никакая другая наука обнаруживает тесную связь с развитием промышленных технологий.

Вопросы для самоконтроля

1. Определите предмет познания химической науки.

2. Назовите основные проблемы химической науки.

3. Охарактеризуйте основные исторические этапы развития химии как науки.

4. Каково содержание и историческое значение алхимии?

5. Назовите основные методы и концепции познания в химии.

6. Что такое эволюционная химия?

7. В чём различие биохимии и химии жизни?

8. Раскройте взаимосвязь физических, химических и биологических знаний.

9. Что означает понятие «природа» вшироком и в узком смысле?

10. Как исторически, от эпохи к эпохе, менялись взгляды на природу?

11. Что означают понятия «искусственная среда» и «естественная среда»?

12. Что является общим и различным в законах природы и общества?

13. Назовите основные вопросы биоэтики.

Глоссарий

Агрегатные состояния вещества – состояние вещества, характеризующееся определенными свойствами (способность сохранять форму, объем). Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ.

Валентность – количество химических связей, которое образует один атом.

Вещество (близкие понятия – «материя», «субстанция», «тело» и т.д.) – это природные объекты, вещи, взаимодействующие с человеком, удовлетворяющие его потребности, проявляющие по отношению к нему широкое разнообразие свойств, среди которых есть полезные, вредные, нейтральные.

Липиды – нерастворимые в воде органические вещества, которые можно извлечь из клеток органическими растворителями - эфиром, хлороформом и бензолом.

Качество – это определённость предмета, которая характеризует его важнейшие признаки, существенные свойства.

Металлы – химические элементы, обладающие высокой тепло- и электропроводностью.

Молекула – наименьшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства, состоит из атомов.

Неорганические вещества, или минеральные – вещества, встречающиеся в неживой природе (песок, сера, минералы, графит).

Органическое вещество – комплекс соединений, возникших прямо или косвенно из живого вещества или продуктов его жизнедеятельности.

Периодический закон – фундаментальный закон природы, открытый Д. И. Менделеевым в 1869 году при сопоставлении свойств известных в то время химических элементов и величин их атомных масс. В настоящее время Периодический закон имеет следующую формулировку: «свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов».

Полимеры – высокомолекулярные соединения, молекулы которых состоят из повторяющихся фрагментов (структурных звеньев).

Редукционизм («reductio» – «упрощение») – сведение сложного к простому. Представители редукционизмав биологии считают, что никаких принципиальных различий между живым и мертвым нет, различие здесь только количественное – живые организмы представляют из себя очень сложные, но физико-химические системы. Поэтому законы биологии – это законы физики и химии, но проявляющие себя в специфических условиях.

Структура – устойчивые связи между элементами, упорядоченность элементов.

Структурная химия – учение о химическом строении вещества.

Теория флогистона (флогестон – «огненная субстанция»). В 1770-х годах теория флогистона была опровергнута благодаря работам А. Лавуазье, который определил «горючий воздух» как новый химический элемент, который теперь известен как водород. Эту теорию сменила кислородная теория. Гипотеза флогистона была первой теорией в химии и позволила обобщить множество реакций. Это было заметным шагом на пути становления химии как науки.

Термодинамическая система – некая физическая система, состоящая из большого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Также обычно полагается, что такая система подчиняется статистическим закономерностям. Первый закон термодинамики – для изолированной системы (для которой исключен любой материальный или энергетический обмен с окружающей средой) внутренняя энергия постоянна

Физикализация химии – это процесс взаимодействия физики и химии.

Философия химии – раздел философии, изучающий фундаментальные понятия, проблемы развития и методологию химии как части науки.

Химия – наука о веществах, закономерностях их превращений (физических и химических свойствах), происходящих в результате химических реакций, а также о законах, которым эти превращения подчиняются. Поскольку все вещества состоят из атомов, которые благодаря химическим связям между ними способны формировать молекулы, то химия занимается в основном изучением взаимодействий между атомами и молекулами, полученными в результате таких взаимодействий.

Химические свойства – способность веществ взаимодействовать с другими веществами или изменятся под действием определённых условий. Результатом является превращения одного вещества или веществ в другие вещества.

Тестовые задания для самостоятельной подготовки

1. Процесс физикализации химии означает:

А) слияние физической и химической наук в единую;

Б) приоритетность химических наук по отношению к физическим наукам;

В) взаимодействие физики и химии;

Г) вытеснение физикой химии.

2. Расположите химические теории как ступени развития химии по возрастающей:

А) кинетические;

Б) структурные;

В) эволюционные;

Г) учения о составе вещества.

3. С чем связано становление химии как науки?

а) с развитием горно-добывающей промышленности;

б) с поиском философского камня;

в) с внедрением в химию атомно-корпускулярных представлений;

г) с развитием стекольного производства.

4. Укажите, когда Д.И. Менделеевым был установлен периодический закон:

А) 1812;

Б) 1869;

В) 1905;

Г) 1916.

5. Номер химического элемента в Периодической таблице Менделеева определяется:

А) электрическим зарядом ядра;

Б) размером атома;

В) массой атома;

Г) количеством протонов в ядре;

Д) количеством нейтронов в ядре.
6. Какое из приведенных понятий энергии является верным:

А) напряженная сила;

Б) сила и перемещение;

В) запас возможной работы;

Г) функция состояния тела.

7. Какое из указанных свойств характерно для всех металлов:

А) газообразное агрегатное состояние при обычных условиях;

Б) хрупкость;

В) теплопроводность;

Г) хорошая растворимость в воде,

8. Газообразным веществом является:

А) бром;

Б) сера;

В) хлор;

Г) фосфор.

9. Учения о химических элементах связаны с именами:

А) Ш. Жерара, А. Кекуле, А. Купера;

Б)А.М. Бутлерова, С.В. Ветрова;

В)Левкиппа, Демокрита;

Г) Р. Бойля, Д. Дальтона, Д.И. Менделеева.

10. Теория эволюционной химии возникает в:

А) начале ХХ в.;

Б) середине ХХ в.;

В) конце ХХ в.;

Г) в конце XYIII в.

Литература

Основная

1. Философия естественных наук: Учебное пособие для студ. вузов / под ред. С. А. Лебедева. – М.: Академический проект: Мир, 2006. – 560 с.

2. Даннеман Ф. История естествознания. В 3-х кн. Пер. нем. /Под ред. М.Л.Левина, О.Ю. Шмидта. Изд 2-е. М.: Книжный дом «ЛИБРОКОМ, 2011.

3. Канке В.А. История и философия химии: Учебное пособие - М.: НИЯУ МИФИ, 2011. – 232 с.

5. История и философия науки. (Философия науки): учебное пособие для студентов вузов / под ред. Ю. В. Крянева, Л. Е. Моториной. – М.: Альфа-М.: ИНФРА-М, 2011. – 416 с.

6. Философия и естествознание. – М.: Идея-Пресс, «Канон+» РООИ «Реабилитация», 2010. – 640 с.

Дополнительная

1. Гачев Г.Д. Гуманитарный комментарий к физике и химии. Диалог между науками о природе и человеке. – М.: Логос, 2003. – 510 с.

2. Курашов В. И. История и философия химии. - М.: Изд-во КДУ, 2009. - 608 с.

3. Наука глазами гуманитария / Отв. Ред. В.А. Лекторский. – М.: Прогресс-Традиция, 2005. – 688 с.

4. Наука о жизни и современная философия /Отв. ред. И.К.Лисеев. – М.: «Канон+» РООИ «Реабилитация», 2010.

5. Философия и естествознание. – М.: Идея-Пресс, «Канон+» РООИ «Реабилитация», 2010. – 640 с.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: