Философия химии рассматривает методологию и основные предположения науки химии . Она исследуется философами, химиками и командами философов-химиков. На протяжении большей части своей истории философия науки доминировала под влиянием философии физики , но философские вопросы, возникающие в химии, получили все большее внимание со второй половины 20-го века. [1] [2]
Основные философские вопросы возникают, как только кто-то пытается определить химию и то, что она изучает. Атомы и молекулы часто считаются фундаментальными единицами химической теории, [3] но традиционные описания молекулярной структуры и химических связей не учитывают свойства многих веществ, включая металлы и комплексы металлов [4] и ароматичность . [5]
Кроме того, химики часто используют несуществующие химические сущности, такие как резонансные структуры [4] [5], чтобы объяснить структуру и реакции различных веществ; эти объяснительные инструменты используют язык и графические представления молекул для описания поведения химикатов и химических реакций, которые в действительности не ведут себя как простые молекулы. [ необходима ссылка ]
Некоторые химики и философы химии предпочитают думать о веществах, а не о микроструктурах, как о фундаментальных единицах изучения химии. Не всегда существует однозначное соответствие между двумя методами классификации веществ. [3] Например, многие породы существуют как минеральные комплексы, состоящие 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 твердом теле, находятся в постоянном движении, и при правильных условиях многие химические вещества спонтанно реагируют, образуя новые продукты. Различные экологические переменные влияют на свойства вещества, включая температуру и давление, близость к другим молекулам и наличие магнитного поля. [3] [4] [5] Как говорит Шуммер, «философы вещества определяют химическую реакцию через изменение определенных веществ, тогда как философы процесса определяют вещество через его характерные химические реакции». [3]
Философы химии обсуждают вопросы симметрии и хиральности в природе. Органические (т. е. основанные на углероде ) молекулы являются наиболее часто хиральными. Аминокислоты , нуклеиновые кислоты и сахара , все из которых встречаются исключительно в виде одного энантиомера в организмах, являются основными химическими единицами жизни . Химики , биохимики и биологи одинаково спорят о происхождении этой гомохиральности . Философы спорят о фактах, касающихся происхождения этого явления, а именно, возникло ли оно случайно, среди безжизненной рацемической среды или были 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 о симметричной, тем самым вызывая сопротивление любым доказательствам обратного. [ необходима цитата ]
Одним из наиболее актуальных вопросов является определение того, в какой степени физика, в частности квантовая механика, объясняет химические явления. Может ли химия, на самом деле, быть сведена к физике, как предполагали многие, или существуют необъяснимые пробелы? Некоторые авторы, например, Роальд Хоффманн [6], недавно предположили, что в редукционистской программе существует ряд трудностей с такими понятиями, как ароматичность, pH, реакционная способность, нуклеофильность, например.
Фридрих Вильгельм Йозеф Шеллинг был одним из первых философов, использовавших термин «философия химии». [7]
Несколько философов и ученых в последние годы сосредоточились на философии химии, в частности, голландский философ Яап ван Бракель, написавший «Философию химии» в 2000 году, и мальтийский философ-химик Эрик Шерри , основатель и редактор журнала «Основания химии» . Шерри также является автором «Нормативной и описательной философии науки и роли химии», опубликованной в «Философии химии» в 2004 году, среди других статей, многие из которых собраны в «Сборнике статей по философии химии» . Шерри особенно интересуется философскими основами периодической таблицы и тем, как физика и химия пересекаются по отношению к ней, что, по его мнению, является не только вопросом науки, но и философии. [8]
Хотя в других областях науки студенты метода, как правило, не являются практиками в этой области, в химии (особенно в синтетической органической химии) интеллектуальный метод и философские основы часто изучаются исследователями с активными исследовательскими программами. Элиас Джеймс Кори разработал концепцию « ретросинтеза », опубликовал основополагающую работу «Логика химического синтеза», в которой деконструирует эти мыслительные процессы и размышляет о компьютерном синтезе. Другие химики, такие как К. К. Николау (соавтор «Классики в тотальном синтезе »), последовали его примеру.
