Особенности химической формы развития материи

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Особенности химической формы развития материи

Особенности химической формы развития материи

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОСИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ИНСТИТУТ НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО СИНТЕЗА ИМ. А. В. ТОПЧИЕВА РАН

РЕФЕРАТ

на тему:

«Особенности химической формы развития материи»

Выполнил:

аспирант Лебедев Ю. А.

Руководитель семинара:

д.ф.н., проф. Гончарук С. И.

Москва, 2005 г.

Содержание

Введение. 2

Основная часть. 4

Единый закономерный мировой процесс. 4

Физическая форма материи.. 4

Химическая форма материи.. 5

Особенности химической формы материи. 5

Химический способ развития материи. 7

Прямой субстратный синтез как интегральное направление химического развития. 9

Закономерный характер химической эволюции.. 10

Детерминанты направленности химической эволюции. 10

Аккумуляция. 13

Диалектика развития химической формы материи. 14

Биологическая форма материи.. 16

Заключение. 18

Список литературы.. 19

Введение

Окружающий нас материальный мир един и вместе с тем много­образен. Опираясь на данные частных наук, научная философия изуча­ет наиболее общую структуру мира. С позиций научной философии реальный мир — это последовательность бесконечного множества форм материи и соответствующих им форм движения и развития. По устаревшей традиции последние в учебной и научной литературе обычно называются формами движения, хотя речь должна идти о при­сущей каждой форме материи форме развития, включающей в себя и то, что называют формой движения.

Форма материи — это вид материи, «определенная материя» (Энгельс), или, иначе, материя на определенной ступени развития. Форма движения и развития, или, короче, форма развития — прису­щий форме материи способ развития, включающий в себя и способ изменения.

Следует различать основные, частные и комплексные формы мате­рии и соответствующие им формы развития и движения (см. рис. 1).

Основные формы материи образуют бесконечный ряд, из кото­рого мы знаем в настоящее время четыре формы материи — физичес­кую, химическую, биологическую, социальную. Частные формы мате­рии и развития входят в состав основных форм. Так, физическая фор­ма материи включает сингулярное состояние, «струны», кварки, элементарные частицы, атомы, макротела, планеты, звезды, галактики, Метагалактику.

В реальной действительности основные формы материи не су­ществуют в чистом виде, они образуют комплексы, имеющие свою структуру и законы. В пределах известной нам части мира можно раз­личить следующий ряд комплексных форм материи: астрономическую (или космологическую), геологическую и географическую (А-ГЛ-Г).

Рис. 1

Астрономическая форма материи — комплекс физической, хи­мической, биологической и социальной форм материи: А=(Ф,X,Б,С). Геологическая форма материи — сочетание физической и химической форм материи в пределах Земли: Г=(Ф,Х). Географическая форма материи образована физической, химической, биологической и-соци­альной формами материи в пределах верхних оболочек Земли — ли­то-, гидро-, атмо- и биосферы: Г=(Ф,Х,Б,С).

Комплексные формы материи отличаются более «слабым», чем основные, единством. Определяющую роль в них играет низшая фор­ма материи — физическая. Основные, наиболее «сильные» связи, объ­единяющие, например, геологическую форму материи, — это физиче­ские взаимодействия: тяготение, теплота и т. д. Комплексные формы материи возникают на базе «основного стержня» — процесса развития, образованного ос­новными формами материи.

В марксистской философии первоначальная классификация ре­ального многообразия была разработана Энгельсом, который различал пять основных форм движения: механическую, физическую, химичес­кую, биологическую и социальную. Эти формы движения Энгельс связывал с соответствующими «предметным» формами», или форма­ми материи.

Основная часть

Единый закономерный мировой процесс

Мир — это единая материальная субстанция. Ее важнейшим способом существования является процесс развития. Материальное единство мира выражается поэтому в единстве мирового процесса развития, т. е. в едином закономерном мировом процессе. Субстанци­альное единство мира проявляется в его процессуальном единстве. Идея единого мирового процесса была разработана Энгельсом и Лени­ным и включена в число важнейших, обобщающих идей диалектичес­кого материализма. Согласно Ленину, мир есть «вечный процесс» «мир есть вечно движущаяся и развивающаяся материя», «единый, за­кономерный мировой процесс».

Единый мировой процесс представляет собой закономерную после­довательность ступеней, возникающих в результате спонтанного
развития субстанции, которая порождает их из самой себя в силу
своей природы.

Основой единого мирового процесса служит аккумуляция содержа­ния в процессе развития. Каждая последующая ступень, возникая
из предшествующей, не устраняет, а сохраняет ее в себе. Тем самым субстанция «... не только ничего не оставляет позади себя, но несет с собой все приобретенное и обогащается и сгущается внутри себя» (Гегель). Мировой процесс есть бесконечное восхождение от низшего к выс­шему.

Известные современной науке четыре основные формы мате­рии выступают в качестве ступеней единого бесконечного мирового процесса развития. Представление о едином мировом процессе развития является синтезом философских и конкретно-научных обобщений.

Физическая форма материи

В отличие от других, физическая форма материи (ФФМ) изве­стна нам, более или менее достоверно, лишь с некоторого относитель­но простого уровня — лептонов и кварков, выше которого следует уровень «сильнодействующих» (участвующих в «сильных взаимодейс­твиях») элементарных частиц (протонов, нейтронов, мезонов, гиперо­нов и т. д.), атомов, макротел, космических объектов, включая круп­нейшее известное нам образование — Метагалактику, или «нашу Все­ленную», «Вселенную в космологическом смысле». Разрабатываются гипотезы о более простых, чем кварки, физических элементах или структурах — протокварках, «струнах» и т. д. Наиболее элементарный, по-видимому, уровень ФФМ — сингулярное состояние остается пока предметом гипотез и, в силу этого, современная физика еще не распо­лагает единой фундаментальной теорией ФФМ. В более укрупненном плане ФФМ может рассматриваться как составленная из двух основ­ных форм физической материи — вещества и поля.

С позиций философской концепции единого закономер­ного мирового процесса, фундаментальных положений диалектичес­кого материализма физическая форма материи не является наипро­стейшей формой материи, или «праматерией». С этой точки зрения не­обходимо выдвинуть гипотезу о существовании дофизических форм материи. Проникновение науки на субфизический уровень позволит глубже понять природу физических объектов и явлений. Химическая форма материи является, таким образом, законо­мерным продуктом развития масс-энергетических процессов, законо­мерным результатом развития физической формы материи.

Химическая форма материи

Особенности химической формы материи

Химическая форма материи (ХФМ) включает уровни от атома до макромолекулярных комплексов, лежащих в преддверии живой ма­терии. В современной науке выделение химического как одной из ос­новных форм материи, ступени единого мирового процесса связано с большими теоретическими трудностями, преодоление которых воз­можно только совместными усилиями теоретической химии и философии. В условиях современной научно-технической революции грани между основными формами бытия становятся чрезвычайно подвиж­ными и самостоятельное существование фундаментальных наук может быть установлено только с помощью глубокого философского анали­за, т. е. с использованием форм мысли, которые выходят далеко за рамки частнонаучного мышления.

Известно, что современная химия стала зрелой наукой, когда она получила хорошо разработанный физический фундамент, прежде всего — квантовую теорию химической связи. Процесс проникнове­ния понятий и методов физики в химию привел к появлению редукци­онизма — современной формы механицизма, заключающейся в по­пытке полного сведения химического к физическому, растворения хи­мического качества в физическом, или, иначе, физикализму. Эта по­пытка является частным случаем редукционизма вообще, выражающе­гося также в тенденции сведения биологического к химическому, со­циального к биологическому и, в конечном счете — всех высших форм материи к физической (радикальный физикализм). С позиций радикального физикализма все формы материи являются лишь различ­ными модификациями физической реальности.

Физикализм и редукционизм имеют некоторые основания, чрез­мерно преувеличиваемые и абсолютизируемые. Как известно, химиче­ская форма материи «строится» из физической. Химический атом син­тезирован из протонов, нейтронов и электронов. Химическое, как и любая другая форма материи, возникает на основе предыдущей и включает часть ее в себя, в качестве своей «основы» или «фундамента». Поэтому каждый элемент или «шаг» химической формы материи имеет свой физичес­кий «эквивалент». Каждый химический атом выступает также как уни­кальное физическое образование и может быть описан как физическая индивидуальность. В тенденции физика должна под своим углом зре­ния объяснить все химические феномены и связи. «...Вся система хи­мических элементов во всем ее широком многообразии в настоящее время в принципе может быть выведена из законов физики» (Хиншелвуд).

Однако совершенно бесспорно, что от физического описания и объяснения ускользает собственно химическое качество и, тем более, качества жизни и социальной жизни. Проблема «неуловимого химиче­ского качества» разрешима только на основе целостного подхода к миру, взгляда на мир как единый закономерный процесс, в котором химическая форма материи занимает свое закономерное место и мо­жет быть понята в сопоставлении с другими формами материи.

Обычно химическое качество связывается химиками с атомами как неделимыми химическими целостностями. Известный специалист в области философских вопросов химии Б.М. Кедров определял атом как «исходную химическую клеточку», своего рода химическую еди­ницу и рассматривал целостность атома как основной аргумент в по­льзу несводимости химического к физическому. Однако этот аргу­мент, действительно свидетельствуя в пользу существования химичес­кого качества, обнаруживает в то же время свою существенную недо­статочность, поскольку с точки зрения квантовой механики атом явля­ется и физической целостностью, на основе которой возникает хими­ческая целостность. Поэтому в некоторой степени схваченное, хими­ческое качество все же от нас ускользает. В определении химического качества мы несколько продвинемся дальше, если учтем, что физичес­кая целостность атома является целостностью физического многообра­зия - ядра и электронов, которые остаются всецело физическими обра­зованиями, а химическая целостность — слитно и неделима.

В пользу специфического и несводимого химического качества говорит, далее, тот факт, что ни одна фундаментальная химическая проблема — химической связи, реакционной способности, валентно­сти и т.д. не получила своего решения в квантовой химии, которая, не­смотря на ее огромную роль в химии, не способна объяснить, что в хи­мическом есть собственно химическое. Как отмечает Г. Фукс, предмет химии может быть адекватно понят только химией. «...Никакие физи­ческие методы сами по себе, — утверждает М.В. Волькенштейн, — не были бы в состоянии установить структуру сложных молекул без хи­мических исследований».

Сильным аргументом в пользу качественного своеобразия хи­мической реальности является ссылка на основной химический пери­одический закон, открытый Д. И. Менделеевым. Химическую реаль­ность поэтому нередко определяют как «менделеевский мир». Однако и эта ссылка не дает окончательного решения вопроса о специфичес­ком химическом качестве.

Существенным свидетельством в пользу своеобразной химичес­кой реальности является тот факт, что химические связи между качес­твенно различными атомами в физическом отношении различаются только количественно. Так, связь Н-С отличается от связи H-F с физи­ческой стороны лишь различной полярностью или разностью электроотрицательности атомов (0,4 и 1,9). С химической же стороны — это связи водорода с качественно различными химическими элементами.

Наиболее крупным аргументом в пользу признания несводимо­го химического качества, своеобразной химической формы объектив­ной реальности является то, что химический мир — это над-массэнергетический мир, в котором слабые масс-энергетические процессы хо­тя и имеют место, образуя физическую основу химизма, но не опреде­ляют его природы. Как отмечает Э.Штрекер, «вещество и качество, как таковые, нигде не выступают в уравнениях физики. Вещество вы­ступает в них только в виде массы, а качество имеет значение лишь постольку, поскольку встречающиеся иногда в функциональных урав­нениях константы имеют для каждого вещества свои числовые значе­ния. Еще не было никакой возможности выразить вещественную при­роду в ее качественной специфичности в виде массы и числа».

Химический мир, как подметил еще Гегель, характеризуется не­сравненно большим качественным многообразием, чем физический. Образуясь всего из трех основных элементарных частиц (причем час­тиц, обладающих наибольшим многообразием физических связей), хи­мическое включает свыше 100 химических элементов, из которых воз­никает огромное качественное многообразие химических соединений. Весьма существенной чертой химического мира является более заметное, чем в физическом мире, развитие особенного. В отличие от ядер и электронов химические соединения обладают ярко выраженной индивидуальностью. Д. И. Менделеев подчеркивал, что химический мир — «это целый живой мир с бесконечным разнообразием индиви­дуальностей как в самих элементах, так и в их сочетаниях». Масс-энергетические взаимодействия в химии характеризуются значительно меньшей индивидуальностью, чем над-массэнергетические. Послед­ние связаны прежде всего с одним из важнейших свойств химических веществ — химическом сродством.

Химический способ развития материи

Качественно более сложный хи­мический субстрат обладает новым, отличным от физического, спосо­бом развития.

Понятие сложности применительно к химической форме материи, очень важно, поскольку это понятие является одним из основных для теории развития. С этих позиций сложность химического элемента складывается из непосредственной сложности, которая выражается в его способности вступать в связи с большим или меньшим числом элементов, и внутренней сложности, выраженной в его эволюционном, потенциале, и в этом смысле может быть названа полной, сложностью.

При определении критерия сложности химических элементов и соединений нужно учитывать, во-первых, что сложность как таковая есть интегрированное многообразие, а во-вторых, что кри­терий сложности имеет комплексный характер и не может быть при­годным в равной мере для всех случаев. Критерий сложности хими­ческих элементов включает два основополагающих признака: 1) спо­собность образовывать многоатомные структуры, в особенности длин­ные цепи, 2) способность вступать во взаимодействие с тем или иным качественный многообразием элементов. Обобщая эти признаки, можно сказать, что критерием сложности химических элементов явля­ется интегративная способность, способность интегрировать боль­шее или меньшее качественное и количественное многообразие эле­ментов. В этом случае критерий сложности химических элементов будет иметь итоговый характер, т.е. учитывать всю совокупность связей химического элемента, все многообразие образуемых им сое­динений и, в конечном счете, «итог» химического развития – обра­зование живого.

Критерий сложности химических соединений, с одной стороны, является производным от критерия сложности элементов, а с другой - выступает как более сложный. Он должен включать шесть основных признаков: 1) количество атомов, составляющих соединение, 2) многообразие элементов, входящих в его состав, 3) сложность основного элемента (или элементов), на базе которого построено соединение, 4) длина цепи, 5) каталитическая активность, 6) способность вступать в многообразные типы реакций.

Все признаки, включенные в критерий сложности химических соединений, имеют более или менее общий характер и должны быть конкретизированы более частными признаками. Порядок, в котором они приведены, отражает последовательность применения их при определении природы химических соединений. Критерий сложности химических соединений может быть дополнен формальными критериями, в особенности информационным. Для применения критерия сложности необходима объективная шкала, составленная системой химического мира, в основе которой лежит магистральное направление развития. «Магистраль» развития не только делает применимым критерий слож­ности, определяя вес каждого входящего в него признака, но и вносит существенные дополнения к нему, главное из которых – роль химического соединения в общем процессе развития химизма, «вклад» его в процесс порождения жизни.

Общим направлением химической эволюции является движение от низшего к высшему, от простого к сложному. В пределах его можно выделить главное, или магистральное направление, связанное с углеродом, как наиболее сложным, и «перспективным» элементом, и другими элементами-органогенами. Все остальные направления химической эволюции, связанные с эле­ментами - неорганогенами, можно отнести к тупиковым, или побоч­ным, направлениям.

Химические элементы составляют низший, наиболее простой и исходный уровень химической эволюции. Они возникают в результате предшествующего физического процесса эволюции, обладают неоди­наковой физической и химической сложностью и, следовательно, раз­личными возможностями дальнейшего химического процесса разви­тия, различным потенциалом развития. Установлена за­мечательная особенность разнородного усложнения физических и хи­мических атомов в ходе роста их порядкового номера в системе Мен­делеева. Если в физическом отношении химические элементы, начи­ная с водорода, усложняются сравнительно однородно и линейно, так что уран и следующие за ним элементы оказываются безусловно более сложными, чем предшествующие, то химически элементы усложняют­ся нелинейно. Первоначально их химическая сложность быстро растет, достигая максимума у углерода, а затем резко падает. Уран в физичес­ком отношении сложнее, а в химическом — значительно проще, чем углерод. Последний — наиболее сложный химический элемент, обла­дающий наивысшим потенциалом химического развития. В той или иной мере близкими углероду эволюционными потенциалами облада­ют водород, кислород, азот, сера и фосфор. В силу этого углерод, во­дород, кислород и другие химические элементы играют главную роль в химической эволюции, закономерно приводящей к появлению жиз­ни, и называются поэтому элементами-органогенами. Менделеев пи­сал, что «ни в одном из элементов такой способности к усложнению не развито в такой мере, как в углероде».

В основе представления о химическом способе объективно-ре­ального существования и развития лежит понятие химической реак­ции. Претерпев большую эволюцию в истории науки, это понятие на­ходится в центре теоретических представлений современной химии. В понятии реакции химический способ объективно-реального существо­вания и развития определен применительно к отдельным превращени­ям. Химическая реакция — относительно самостоятельное превраще­ние, связанное с некоторым конечным числом реагирующих субстра­тов. На уровне понятия реакции не раскрывается целостная природа и направленность объективно-реального существования и развития ХФМ. Это делает необходимым перейти к более обобщенным и широ­ким понятиям.

Прямой субстратный синтез как интегральное направление химического развития

Химический процесс есть единство синтеза (ассоциации) и распада (диссоциации). Поскольку химический синтез приводит к усложнению веществ, он является химической формой прогресса, а диссоциация — химическим проявлением регресса. Если химический способ развития рассматривать только на уровне отдельных реакций, то может возникнуть представление о равенстве, равносильности про­цессов синтеза и распада. Однако более глубокий, целостный, системный подход к совокупному миру химических превращений дает осно­вания для вывода, что общим интегральным направлением химичес­ких превращений является прямой субстратный синтез. Коренная особенность такого синтеза состоит в том, что переход в новое, выс­шее качество, новую сущность не может быть осуществлен отдель­ным самостоятельно существующим субстратом. Для такого перехода отдельный химический субстрат нуждается в другом субстрате. В хи­мическом развитии новое качество, новая сущность выступают как па­ритетный результат двух или более химических субстратов.

Существуют три основных вида химического субстратного синтеза: элементарный, каталитический и информацион­ный, выясняется коренная особенность химического субстратного синтез состоящая в том, что переход в новое качество не может осуществлен отдельным самостоятельно существующим субстратом, поскольку он не обладает достаточным богатством вну­треннего .содержания и нуждается в существенном дополнении другим. В химическом развитии новое качество выступает как паритетный результат двух или более субстратов. По мере развития химическо­го в направлении к живому усиливается процесс субстанциализации, заключающийся в обогащении внутреннего содержания отдельного хи­мического субстрата как «субъекта изменений» (Маркс), повышении его роли в развитии химической формы материи как целого.

Субстратный синтез не является исключительном достоянием химической формы материи, – он существует также в физической форме, где выражен в четырёх основных видах, связанных о основными видами физического взаимодействия: гравитационным, слабым, электромагнитным и сильным. Субстратный синтез выступает в качестве общего для физичес­кой и химической форм материи способа объективно-реального суще­ствования и развития, однако он обладает в них своей существенной спецификой. Физические синтезы – суть масс-энергетические, т. е. синтезы, в которые непосредственно вовлечены масса и энергия как два важнейших свойства физической формы материи. Химический субстратный синтез — прежде всего над-массэнергетический синтез, хотя он и происходит с помощью физи­ческого (электромагнитного) синтеза, связанного с изменением вне­шней электронной оболочки атомов. В отличие от «суммарного» и «массового» характера физического синтеза (в особенности наиболее универсального — гравитационного), химический синтез имеет высо­коизбирательный характер, ибо происходит по законам химического сродства. Благодаря сродству, проявляемому качественно различными элементами друг к другу, химический синтез есть не просто притяже­ние субстратов, но их взаимное изменение с потерей ряда прежних и приобретением новых общих свойств. Это синтез избирательно вза­имодействующих качеств.

Химический субстратный синтез включает особый, специфиче­ски химический механизм — катализ, т. е. способность ускорения хи­мических превращений. В химической форме материи, таким образом, возникает своеобразная способность многократного самоускорения движения и развития.

Химический субстратный синтез — высшая и предельная фор­ма субстратного синтеза в природе. Как способ развития, субстратный синтез связан с относительно простыми субстратами и с определенно­го уровня сложности становится невозможным. Это объясняется уже тем, что более сложные субстраты обладают большой автономностью и не могут объединяться.

Закономерный характер химической эволюции

Детерминанты направленности химической эволюции

Направленность химической эволю­ции является прежде всего выражением, всеобщей направленности, определяющей всю бесконечную последовательность основных форм материй, вплоть до человека. Так как химическое возникает на физического и существует на его основе, химическая направленно­сть опирается на исходные для нее физическую направленность и направленность, заложенную в химических элементах. Последние заключает в себе тенденцию к соединению, к прямому субстратному синтезу и в этом смысле направленность развития является «апри­орной» по отношению к химической эволюции. На каждой ступени химической эволюции направленность развития дооформляется и развивается в ходе субстратных синтезов в этом плане выступает уже как «апостериорная».

Что определяет направленность химической эволюции от про­стого к сложному, к возникновению живого? По этому ключевому во­просу в естественнонаучной и философской литературе существуют две основные точки зрения. Одни ученые (А.И. Опарин, Дж. Бернал, В.И. Кузнецов) считают, что фактором, определяющим развитие хими­ческого в сторону живого, является химический отбор, который дает оценку развивающихся химических систем относительно среды. В процессе отбора таких химических систем сохраняются и продолжают эволюционировать все более сложные системы. «Выживаемость» хи­мических систем обусловлена усложняющимся химическим содержа­нием систем.

Согласно второй точке зрения направленность химичес­кой эволюции определяется внутренними ограничениями, вытекающи­ми из свойств химических элементов и их соединений. Не среда со­вершенствует химическое, а химическое совершенствует само себя при сопоставлении со средой (посредством химического отбора наи­более устойчивых систем). Активным фактором отбора оказывается, с этой точки зрения, само химическое, «отбор есть самоотбор «под углом зрения» соответствия среде». Фактически к этой точке зрения подходил и А.И. Опарин, который подчеркивал способность химичес­кой материи к саморазвитию.

В разработанной А.П. Руденко теории саморазвития открытых каталитических систем объектом химической эволюции рассматрива­ется не молекула, а каталитическая система, включающая взаимо­действующие молекулы, катализаторы и химическую среду. Основ­ным показателем развития каталитической системы является абсолют­ная каталитическая активность, рост которой служит основой эволю­ционных изменений каталитической системы, ее усложнения, которое происходит с нарастающей вероятностью.

Паритетность химических синтезов является относи­тельной, ибо химические элементы неравноценны по своему химичес­кому содержанию и, следовательно, эволюционному потенциалу. По­скольку наиболее богатым химическим элементом является углерод, с ним связано магистральное направление химической эволюции. Ато­мы углерода образуют так называемую полипептидную связь, после­довательность сотен тысяч атомов углерода, к которой могут присо­единяться любые другие химические атомы и их группы. Химическая эволюция приводит к появлению такого химического субстрата, кото­рый получает все более богатое химическое содержание и становится основой химической эволюции, приобретает автономность и устойчи­вость. Субстратный синтез теряет при этом свой прежний «паритет­ный» характер, постепенно исчерпывает себя, а развивающийся хими­ческий субстрат становится все более способным к самостоятельной эволюции, к саморазвитию. Важнейшим свойством такого субстрата оказывается самосохранение, которое осуществляется благодаря тому, что химическая диссоциация превращается в средство поддержания синтеза, поддержания целостности автономного субстрата. Когда хи­мический процесс оказывается таким образом «замкнутым на самого себя», т.е. становится средством поддержания целостности материаль­ной системы, химический субстрат превращается в живую материю, а химический процесс становится жизненным процессом. По глубокому замечанию Ф. Энгельса, жизнь — это самосохраняющийся химичес­кий процесс. Жизнь, таким образом, является закономерным и необхо­димым результатом химической эволюции природы.

Направленность химической эволюции на живое осуществляется посредством двух основных механизмов: химической изменчивости и химического отбора, которые по мере приближения химического к критическому периоду (скачку) усложняются, накапливают в себе потенциальное биологическое содержание. Изменчивость, как и от­бор, не носит чисто случайный характер, а имеет определенные «каналы», направленность, что, разумеется, не исключает случай­ности в предмутацноннсм процессе.

Основные ступени химичес­кой эволюции не случайны по отношению к сущности химической фор­мы материи, что их детерминация не сводится лишь к непосредственной, попарной связи друг с другом, а имеет сквозной характер. Одной из основных зако­номерностей развития является аккумуляция содержания – выражающей сущностную сторону развития.

Второй путь дальнейшего решения проблемы детерминации разви­тия связан с исследованием законов развития химической формы ма­терии, поскольку они выступают в качестве наиболее существенных детерминант развития. Периодический закон со своей физической стороны безусловно выступает как закон развития элементов, поскольку ядра атомов воз­никают в процессе ядерного синтеза и различаются по степени слож­ности. Но усложнение ядер атомов не является собственно химичес­кой эволюцией.

В своей общей формулировке периодичеокий закон явно выступа­ет как закон, выражающий лишь общее – периодическую зависимость свойств элементов вообще от их места в системе элементов. Но раз­вернутая интерпретация его с необходимостью включает в своя ука­зание на существование закономерной последовательности различных особенных. Детерминация особенного периодическим законом выража­ется, во-первых, в том, что этот закон в существенной мере обус­ловливает качественную неоднородность элементов, связанную о их различной сложностью и, следовательно, с различной ролью в хими­ческом мире и его эволюции. Детерминируя в определенной мере своеобразие углерода как химически наиболее сложного элемента, обладающего наивысшим эволюционным потенциалом, периодический закон в существенной степени детерминирует и общее направление химической эволюции от элементарного уровня до возникновения жи­вой материи. В этом смысле закон периодичности возникает вместе с началом химической эволюции (элементным уровнем химического) и является «априорным» по отношению ко всей последующей эволюции. Поэтому надо заключить, что основные этапы химической эволюции в существенной мере обусловливаются этим законом.

Включенность особенного в содержание закона отнюдь не озна­чает, что содержание особенного полностью заключено в нем. Спо­соб включения особенного в закон еще не получил достаточного исследования в философской литературе. Характеризуя его в некото­ром приближении, можно сказать, что особенное входит в закон час­тично, выражено в нем в виде тенденции. Поэтому периодический закон содержит в себе только какую-то сторону направленности раз­вития химического. В своем полном виде она выражена в сущности химической формы материи, в ее тенденции к прямым субстратным синтезам.

Детерминация развития химической формы материи своей внутренней стороной имеет противоречие меж­ду тенденцией к синтезу и тенденцией к диссоциации. Постоянно стремясь к синтезу, преодолевая в процессе его тенденцию к дис­социации, химическое закономерно развивается, поднимаясь с од­ной ступени на другую. Развитие химической формы материи в этом смысле предстает как процесс развертывания основного противоре­чия, как последовательность его ступеней или форм.

Аккумуляция

В химической эволюции обнаруживается одна из важнейших закономерностей развития — аккумуляция содержания низших ступе­ней в высших. Химическая эволюция представляет собой не простую смену одного состояния другим, а накопление, синтез основных резу­льтатов развития в последующих ступенях, в результате чего возника­ет материальный субстрат, обладающий наибольшим многообразием самых различных и даже противоположных свойств. Так, белки, один из важнейших компонентов живой материи, обладают кислотными и основными, гидрофильными и гидрофобными свойствами, обнаружи­вают все основные типы реакций. В нуклеиновых кислотах — втором важнейшем компоненте живой материи — благодаря их особой струк­туре происходит накопление информационного содержания в сжатой, кодированной форме.

Возникновение жизни обусловлено прежде всего магистраль­ным направлением химической эволюции, где химическая форма ма­терии выступает в своем оптимальном, или достаточно полном, соде­ржании или многообразии. Учитывая это обстоятельство, большинс­тво крупнейших химиков мира считают, что жизнь не может возни­кнуть на какой-либо иной, кроме углеродной, основе, например, на ба­зе кремния или азота, которые обладают несравненно меньшим, чем углерод, многообразием химических связей и, следовательно, мень­шим потенциалом развития. «Все данные физико-химических исследо­ваний, — пишет А.И. Опарин, — говорят нам о том, что иных форм соединений, ведущих к развитию жизни, не может быть». По мнению В.Г. Фесенкова, «во Вселенной органическая жизнь, если она вообще существует, может быть построена только на основе углеводородных соединений».

Аккумуляция содержания сопровождается его универсализапией. В процессе развития содержание не просто накапливается, но приоб­ретает все более общий характер, обогащается общими признаками (чертами). Тенденция к универсальному развитию химического суб­страта заложена в элементах-органогенах (способных к созданию молекул с самыми разнообразными функциональными группами, кон­фигурацией, размерами), широко распространенных во Вселенной. Зрелость и полнота этой тенденции зависят от ступени химической эволюции. На высшей ступени развития химического универсализация выражается в появлении такого субстрата (надмолекулярного ком­плекса), который может вступать в максимальное многообразие свя­зей и изменяться в соответствии с любыми изменениями среды. Та­кая сложность и универсальность химического субстрата становятся препятствием к его самостоятельному и устойчивому существованию. Самосохранение его оказывается возможным только в условиях био­логической организации. Однако универсальность надмолекулярного комплекса имеет множественный характер, т.е. остается универсаль­ностью множества частей. Живое в отличие от химического обладает общей реактивностью (общей реакцией организма на воздействия внешней среды), являющейся обобщением реакционных способностей химического комплекса.

Аккумуляция и детерминация яв­ляются двумя взаимообусловленными сторонами развития. Чем богаче, универсальнее химический субстрат, тем сильнее в нем выражено сущностное свойство материи «быть причиной самой себя». Аккумуля­тивный характер развития, таким образом, необходимо приводит к усилению самодетерминации развития.

Диалектика развития химической формы материи

В основу представления о способе развития химической формы материи Энгельсом было положено понятие химической реакции. Од­нако в последнем химический способ существования определен применительно к отдельным превращениям. Системный подход к совокупному миру, химических, превращений позволяет зак­лючить, что общим интегральным направлением химических превраще­ний является синтез. С химической точки зрения синтез и диссоци­ация неравноценны в силу самой природы химических элементов, имманентный сущностным свойством которых является способность к образованию связей (реакционная способность). С термодинамической точки зрения синтез также является более вероятным, чем распад, поскольку «интеграция всегда идет в направ­лении уменьшения общей свободной энергии системы» (Эндельгардт В. А.).

Наконец, общий взгляд на химический процесс в целом, идущий от элементов до макромолекулярного комплекса, лежащего в основе живого, дает основания признать, что диссоциация атомов не являет­ся равноценной синтезу. Тенденция химического к синтезу является абсолютной, а тенденция к, распаду - относительной.

Поскольку диалектика синтеза и распада есть частный случай соотношения противоположностей можно заключить, что син­тез и распад диалектически взаимосвязаны, но в тоже время не являются равноценными: синтез включает в себя распад в качестве своего внутреннего момента.

Неравноценность синтеза и распада в химическом процессе, дает основания для вывода о том, что сущность химического способа существования и развития состоит в прямом субстратном синтезе, формулой которого служит . Используя традиционную формулу химической реакции синтеза можно выразить также:.

В конкретном химическом аспекте процесс эволюции химичес­кой материи и возникновение живой материи описан теорией А.И. Опарина, считающейся наиболее вероятной гипотетической теорией происхождения жизни. Согласно этой гипотезе предбиологическая эволюция прошла несколько основных ступеней — органических ве­ществ (начиная с простейших соединений углерода СН, CN, СО) — высокомолекулярных полимеров (прежде всего первичных белков и простейших нуклеиновых кислот) — индивидуальных многомолеку­лярных систем, в результате направленной эволюции которых возни­кали первичные примитивные организмы.

В процессе химической эволюции обнаруживается глубинная, внутренняя логика развития, которая скрыта под частностями и «дета­лями» химического процесса и может быть выявлена только совмест­ными усилиями теоретической химии и философской науки. Как уже отмечалось, способом химического существования и развития являет­ся прямой субстратный синтез. Его основным внутренним противоре­чием является противоречие между субстратным синтезом как целост­ным процессом и включенным в него процессом химической диссоци­ации, или распада.

Диалектический «смысл» субстратного синтеза заключается в том, что химические вещества по отдельности не обладают достаточ­ным для саморазвития содержанием и поэтому химическая эволюция может осуществляться только посредством синтеза этих веществ. Преобладание, или абсолютность, химического синтеза ярко выражено уже на исходном уровне химической эволюции — в химических эле­ментах, основной тенденцией которых является тенденция к синтезу, а не распаду, что предопределено уже физической структурой элемен­тов — стабильностью атомного ядра и способностью электронных оболочек к электромагнитным взаимодействиям. Выражаясь гегелевс­ким языком, химические элементы и их соединения «определены к синтезу».

Исходной формой основного противоречия выступает противоре­чие химического элемента с самим собой. В химическом элементе в его неуничтожимой тенденции к синтезу потенциально заключены все последующие этапы развития химического с их противоречиями.

Противоречие химического с самим собой получает новый вид в химических соединениях, усложнение которых приводит к такому мо­менту, когда устанавливается непрерывное взаимодействие синтеза и диссоциации. Из их сложного взаимодействия, опосредованного отношением химического со средой, рождается основное противоречие живого – противоречие между тенденцией самосохранения и тенденцией приспособления.

Биологическая форма материи

Сущность жизни. Живая материя, как уже отмечалось, возника­ет в результате закономерного развития химической формы материи, когда последняя «выходит за свои собственные рамки» и становится «сам себя осуществляющим перманентным химическим процессом» (Энгельс). Гегель отмечал, что «если бы продукты химического про­цесса сами начинали действовать сызнова, то они были бы жизнью. В этом смысле жизнь есть увековеченный химический процесс».

Используя разумные соображения Гегеля, Энгельс дал первое в науке определение жизни как способа существования белковых тел. «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ су­ществования состоит по своему существу в постоянном самообновле­нии химических составных частей этих тел». Энгельсово определе­ние материи фиксирует субстратную и функциональную стороны жи­вой материи. В соответствии с данными науки XIX в. субстратом жиз­ни Энгельс считал белковые тела, включающие, наряду с белком как главным носителем жизни, жиры, углеводы и другие химические со­единения. С функциональной стороны (способ существования живого субстрата) жизнь рассматривалась как процесс самосохранения живо­го посредством постоянного саморазрушения и обновления химичес­ких составных частей субстрата.

В середине XX в. определение жизни, сохраняя основное мате­риалистическое содержание — трактовку жизни как способа сущес­твования высокоорганизованной материи, претерпело существенные изменения в своей собственно биологической части. Молекулярной генетикой была ракрыта огромная роль в явлениях жизни нуклеино­вых кислот — ДНК и РНК, выступающих в качестве важнейшей хими­ческой основы наследственности. В связи с этими и рядом других от­крытий биологии жизнь необходимо определить как способ существо­вания высокоорганизованного материального субстрата, основными химическими компонентами которого выступают белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, жиры, некоторые минеральные соединения.

Сущностью жизни, или биологического способа существования, является тенденция к самосохранению путем приспособления к среде (адаптации). Замечательная особенность биологической формы мате­рии (БФМ) заключается в том, что если более простые материальные тела — физические и химические существуют в силу присущей им бо­льшей или меньшей устойчивости, то у живой материи самосохране­ние становится результатом активных процессов: на самосохранение направлена вся совокупность физических, химических и собственно биологических процессов живого организма. Это самосохранение воз­можно только благодаря активному приспособлению живых организ­мов к окружающей среде.

Заключение

В заключение следует сказать несколько слов о роли полученных философских знаний в моей диссертационной работе.

Во-первых, как уже отмечалось, углерод обладает наивысшим потенциалом химического развития. Именно поэтому начиная с 30-х годов и до настоящего времени в химии огромный интерес уделяется полимерам – веществам на основе углерода. Полимеры, к которым относятся и белки, основные компоненты живого, представляют высшую, наиболее сложную, а потому и малоизученную ступень развития химической формы материи. Изучение структуры высших ступеней химической материи следует начинать с её простейших небелковых форм, а именно α-полиолефинов, чему и будет посвящена моя диссертационная работа.

Во-вторых, представляет интерес изучение общей структуры и свойств смесей полимеров с нанокомпозитными глинами, т. е. системы высших и средних по степени организации представителей химической материи. Такие смеси обладают промежуточным физико-химическим способом взаимодействия компонентов и обладают целым рядом новых свойств, не наблюдающихся у них по отдельности. Данные структуры являются новой ступенью синтеза химической материи, не встречающуюся в природе. Развитие химической формы материи проявляется здесь в осуществлении прямого субстратного синтеза глины и полимерной смеси. В то же время ограниченность взаимодействия как полимеров между собой, так и их с глиной говорит о высокой развитости отдельных субстратов. Так как подобные исследования уже проводились в нашей лаборатории, то можно сказать, что этот синтез носит аккумулятивный характер. Этим исследованиям будет посвящена большая часть моей будущей диссертации.

В-третьих, данное развитие не является саморазвитием, а происходит вследствие взаимодействия химических форм с биологической и социальной формами материи, и является, таким образом, частью единого закономерного мирового процесса. Это означает, что будущая диссертация должна соответствовать общемировым научным, этическим, эстетическим, культурным и философским требованиям к своему содержанию.

Единый закономерный мировой процесс продолжает развиваться, и ускорение его развития обязано явлению катализа химической формы материи. Биологическая форма материи своим существованием во многом обязана ферментам – природным катализаторам. Их изучение также проводится в нашей лаборатории. Изучаются также и биодеградирующие полимеры – вещества не загрязняющие окружающую среду, имеющие биологическое происхождение.

Обобщая вышесказанное, можно сказать, что философское учение продолжает оказывать влияние на развитие конкретных наук, в частности химии, и остается важным инструментом для проведения дальнейших исследований в различных областях естествознания.

Список литературы

1.     Васильева Т.С. Химическая форма материи и закономерный мировой про­цесс. С. 89.

2.     Васильева Т.О., Орлов В.В. Химическая форма материи (химия, жизнь, человек). Пермь, 1983, с. 104.

3.     Кедров Б. М. Предмет и взаимосвязь естественных наук. М., 1967. С. 238.

4.     Волькенштейн М. В. Биофизика. М., 1981. С. 23.

5.     Менделеев Д.И. Основы химии. М.; Л., 1934. Т. 1.С. 255.

6.     Кузнецов В.И. Диалектика развития химии. М., 1973.

7.     Опарин А.И. Планеты и жизнь// Населенный космос. М., 1972. С. 166.