Философия химии рассматривает методологию и основные положения химической науки . Его исследуют философы, химики и группы философов-химиков. На протяжении большей части своей истории в философии науки доминировала философия физики , но философские вопросы, возникающие в химии, стали получать все большее внимание со второй половины 20-го века. [1] [2]
Основные философские вопросы возникают, как только кто-то пытается дать определение химии и тому, что она изучает. Атомы и молекулы часто считаются фундаментальными единицами химической теории [3] , но традиционные описания молекулярной структуры и химической связи не могут объяснить свойства многих веществ, включая металлы и металлокомплексы [4] и ароматичность . [5]
Кроме того, химики часто используют несуществующие химические объекты, такие как резонансные структуры [4] [5], для объяснения структуры и реакций различных веществ; эти объяснительные инструменты используют язык и графические представления молекул для описания поведения химических веществ и химических реакций, которые в действительности ведут себя не как простые молекулы. [ нужна цитата ]
Некоторые химики и философы химии предпочитают считать вещества, а не микроструктуры, фундаментальными единицами изучения химии. Между двумя методами классификации веществ не всегда существует однозначное соответствие. [3] Например, многие горные породы существуют в виде минеральных комплексов, состоящих из нескольких ионов, которые не встречаются в фиксированных пропорциях или пространственных отношениях друг с другом. [4]
Связанная с этим философская проблема заключается в том, является ли химия изучением веществ или реакций. [3] Атомы, даже в твёрдом теле, находятся в постоянном движении, и при правильных условиях многие химические вещества реагируют самопроизвольно, образуя новые продукты. На свойства вещества влияют различные переменные окружающей среды, включая температуру и давление, близость к другим молекулам и наличие магнитного поля. [3] [4] [5] Как говорит Шуммер, «философы вещества определяют химическую реакцию по изменению определенных веществ, тогда как философы процесса определяют вещество по его характерным химическим реакциям». [3]
Философы химии обсуждают вопросы симметрии и хиральности в природе. Органические (т.е. молекулы на основе углерода ) чаще всего являются хиральными. Аминокислоты , нуклеиновые кислоты и сахара , которые встречаются в организмах исключительно в виде одного энантиомера , являются основными химическими единицами жизни . Химики , биохимики и биологи одинаково спорят о происхождении этой гомохиральности . Философы обсуждают факты, касающиеся происхождения этого явления, а именно, возникло ли оно случайно, в безжизненной рацемической среде или были ли задействованы другие процессы. Некоторые предполагают, что ответы можно найти только в сравнении с внеземной жизнью , если она когда-либо будет найдена. Другие философы задаются вопросом, существует ли предвзятость в отношении предположений о природе как симметричной, тем самым вызывая сопротивление любым доказательствам обратного. [ нужна цитата ]
Одним из наиболее актуальных вопросов является определение того, в какой степени физика, в частности квантовая механика, объясняет химические явления. Действительно ли химию можно свести к физике, как многие полагают, или же существуют необъяснимые пробелы? Некоторые авторы, например, Роальд Хоффманн [ 6] недавно предположили, что в редукционистской программе существует ряд трудностей, например, с такими понятиями, как ароматичность, pH, реакционная способность, нуклеофильность.
Фридрих Вильгельм Йозеф Шеллинг был одним из первых философов, использовавших термин «философия химии». [7]
В последние годы несколько философов и ученых сосредоточили свое внимание на философии химии, в частности, голландский философ Яап ван Бракель, написавший «Философию химии» в 2000 году, и философ-химик мальтийского происхождения Эрик Шерри , основатель и редактор журнала. Основы химии . Шерри также является автором книги «Нормативная и описательная философия науки и роль химии», опубликованной в журнале « Философия химии» в 2004 году, а также других статей, многие из которых собраны в Сборнике статей по философии химии . Скерри особенно интересуют философские основы таблицы Менделеева и то, как физика и химия пересекаются по отношению к ней, что, по его утверждению, является вопросом не просто науки, но и философии. [8]
Хотя в других областях науки студенты, изучающие этот метод, как правило, не являются практиками в этой области, в химии (особенно в синтетической органической химии) интеллектуальный метод и философские основы часто исследуются исследователями, ведущими активные исследовательские программы. Элиас Джеймс Кори разработал концепцию « ретросинтеза », опубликовал плодотворную работу «Логика химического синтеза», в которой деконструирует эти мыслительные процессы и размышляет о синтезе с помощью компьютера. Другие химики, такие как К.С. Николау (соавтор книги «Классика полного синтеза »), последовали его примеру.
