165493 (Особенности химической формы развития материи), страница 2

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.