14694-1 (691060), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Н2О → 2Н + О (1)
Реально эмпирически произведенное разделение объектов рассматривается сквозь призму знаковой схемы. Знаки О и Н, поскольку они берутся раздельно, относятся к простым телам, полученным в ходе практического разложения, и обозначают их. Когда же они включены в выражение, обозначающее сложное вещество, то они выступают как знаки элементов в этом сложном веществе. Знаковое выражение химического соединения выступает как обозначение соединения простых тел в сложное, в одно целое, и вместе с тем оно обозначает структуру этого целого. Именно здесь начинается знаменитый спор Бертоле и Пру. Исследователи пытаются понять, чем отличаются и могут отличаться друг от друга химическое соединение простых тел и смешивание простых тел в одно.
Здесь полезно заметить, что мышление непрерывно работает на сопоставлении прямых и обратных операций. Все время выясняется, что, если идти в одну сторону, скажем, от целого к частям, то мы получаем одну картину объектов, а если идти в обратном направлении – от частей к целому, – то мы получаем другую картину. Анализ непрерывно сопоставляет эти два пути и эти две картины и за счет этого непрерывно обогащает наше представление о строении объектов. И нетрудно заметить, что здесь в структурном анализе самым основным и решающим оказывается понятие связи. Но для того, чтобы говорить о связи, нужно параллельно этому и даже прежде этого решить вопрос о том, а что же собственно будет связываться и связывается.
Когда же мы приступаем к анализу описанной выше ситуации, когда сложное вещество разлагается на два простых или два простых вещества соединяются в одно сложное, то первое, что бросается в глаза и совершенно очевидно – это то, что наши простые тела не соединяются друг с другом механически – так, как они выступили перед нами в качестве простых тел. Первое, что выясняется, – это то, что простые тела, входя в связь друг с другом, прежде всего как бы распадаются на массу маленьких кусочков, элементиков, атомов.
Таким образом, сразу же возникает весьма многозначительная двойственность. Химическая формула изображает как бы соединение двух простых тел. Но такого соединения реально не происходит, а имеет место (в лучшем случае) реальное соединение маленьких частиц простых тел – атомов. Но этот механизм, по-видимому, не находит никакого отражения в химических формулах. Если мы представим себе теперь продукт такого соединения, т.е. строение сложного тела, возникшего в результате соединения, то это будет выглядеть так:
Внутренняя структура сложного тела будет состоять из пар связанных между собой частиц разного рода, а совсем не из двух частей целого, значит – и это следует из модели с совершеннейшей очевидностью, – строение сложного целого будет таким, что это не находит никакого отражения в том, что дано эмпирическому наблюдению. Но это значит, что и связями, а также способностью связываться должны быть наделены не части, а частицы, которых мы не получаем в эмпирическом разделении тел.
Но затем сразу обнаруживается еще более глубокий и значительный парадокс. Если рассматривать сложное тело, в данном случае воду, так, как она представлена на схеме (1), то это будет отнюдь не вода и не соединение, а смесь атомов водорода и кислорода. А чтобы перейти к воде, мы должны проделать еще одну процедуру, перейти от атомов-элементов к единицам, т.е. к некоторым новым и особым образованиям, составленным из двух атомов водорода и одного атома кислорода и образующим – это главное – одну простую, далее неразложимую в этом плане, целостность. Это и будет молекула воды и вместе с тем знак того, что произошло именно химическое соединение простых веществ, а не смешивание их друг с другом.
Именно при образовании таких единиц-молекул и происходит вторая часть того существенного логического преобразования, которое превращает частицы в элементы структуры целого. Правда, надо заметить, что здесь объединяется несколько разных механизмов и процессов структурирования. В итоге получилось, что изображения в химических формулах и соотношениях разложения структур вещества и создания, формирования этих структур не имеют ничего общего с тем, что происходит в действительности.
Другими словами, эти формулы и соотношения не изображают, не моделируют реальных процессов структурного разложения и объединения. Если мы имеем дело со смесью, то вообще не было того соединения, которое изображено в формулах, а если было соединение, то это нечто иное, чем то, что описывается в формулах и соотношениях. Значит – и в этом состоит суть нашего логического вывода, – если мы хотим ввести и изобразить связи, то мы должны накладывать их совсем не на то, что получилось в результате разложения сложных тел на простые, и относить не к тому, что изображает эти простые тела, не к их знакам, а к чему-то принципиально иному, к собственно элементам или обозначающим их знакам.
Итак, вроде бы, Лавуазье научился разделять сложные тела-соединения на простые тела-элементы. Но если мы начинаем проделывать обратную операцию, то мы не можем вводить знаки связи, прикладывая их к простым телам.
Из химической практики мы знаем, что химическое соединение водорода и кислорода происходит в тех случаях, когда мы пропускаем через их смесь искру. Но что происходит в механизме структурообразования, когда мы это делаем? Очевидно, нужно построить какой- то логический механизм изображения всего этого. Но прежде, чем мы начнем строить изображение этого механизма, мы как бы возвращаемся назад к целому и спрашиваем: из чего же состоит вода? И мы должны ответить, что вода состоит из молекул Н2О. И, следовательно, если бы мы стали делить воду на части и частички, то мы получили бы сначала части воды, а потом дошли бы (рассуждая гипотетически) до отдельных молекул. На этом деление должно было бы завершиться.
Таким образом, структура воды состоит из молекул – это единички данного вещества – и каких-то связей между ними. Если "сломать", уничтожить эти связи, то вода распадается на части. А когда Лавуазье вводит свою аналитическую процедуру разложения воды на водород и кислород, то он выделяет не части, из которых состоит это вещество, и не элементы структуры воды первого уровня – такими элементами были бы отдельные молекулы, ведь элементы всегда соотносительны со структурой и связями структуры.
Лавуазье с помощью своей аналитической процедуры как бы пробивается через первый слой иерархии и достигает второго слоя: он раскладывает на элементы отдельные молекулы воды. Таким образом, то, что получилось у Лавуазье в его эмпирически заданных процедурах в качестве простых тел, ни чему из структуры сложного тела не соответствует. Лавуазье произвел не разложение сложного тела на простые тела, а он произвел преобразование одного вещества в два других вещества.
Таким образом, элементы воды это отдельные молекулы. Я сейчас сознательно не обсуждаю вопрос, при каких подходах эти молекулы будут выступать один раз как элементы, а другой раз как единицы. Об этом речь будет идти несколько ниже. Сейчас мне важно утвердить положение, что простые тела, полученные Лавуазье, не были ни элементами, в точном смысле этого слова, ни единицами.
Вам нужно понять, что я обсуждаю сейчас не реальную историю развития соответствующих понятий, а их логическую суть. Понятие элемента сложилось у Лавуазье и после него. Но сейчас оно очень часто употребляется не в своем точном логическом смысле. И нам нужно это четко понять. Лавуазье думал, что из выделяемых им простых тел и состоят сложные вещества.
Итак, есть такие процедуры анализа, которые выделяют простые тела. Собирая их обратно в одно целое с помощью гипотетических мыслительных процедур, мы никак не можем получить структуру целого. Из этого мы можем сделать вывод, что подобные простые тела – отнюдь не элементы, образующие структуру целостности, а следовательно, к ним нельзя применять мыслительные процедуры образования структур. Иначе говоря, элементом может быть названо только то, из чего мы можем собрать структуру целого. Это и есть, если хотите, определение элемента. Но чтобы понять это, людям понадобилось 100 лет, потраченных на интенсивные дискуссии. Именно с этим различением связано различение понятий атома и молекулы, хотя в настоящее время оно уже несколько устарело и перестало удовлетворять предъявляемым к нему логическим требованиям.
У Дальтона было понятие простых и сложных атомов и не существовало никакой разницы в способах связи их друг с другом. Считалось, что простые тела соответствуют простым атомам, а сложные тела, соответственно, – сложным атомам, или молекулам. Лишь потом выяснилась необходимость двухступенчатого перехода: как сложным, так и простым телам в равной мере соответствуют сложные атомы, т.е. молекулы, а атом есть уже элемент как бы третьего уровня иерархии, а именно – элемент в собственном смысле этого слова, то, что никогда не соответствует свойствам целого, не сохраняет этих свойств. Различие простых и сложных тел начало трактоваться в связи с этим как определяемое различиями в организации и строении сложных атомов – молекул: если они состоят из одинаковых атомов, то это будет простое тело, а если они состоят из разных атомов, то это будет сложное тело.
Сначала между "собиранием" сложных тел из простых и "собиранием" сложных атомов из простых существовал полный изоморфизм. После появления трехступенчатой иерархии подобный изоморфизм вовсе перестали устанавливать. Точно так же на первом этапе отношения и связи, произвольно устанавливаемые между простыми и сложными телами, выдавались за связи в структуре и строении самого объекта. Теперь же структура и строение объекта конституируются из связей между молекулами и из связей между атомами-элементами в молекулах. Когда это выяснилось, тогда и те, и другие связи стали предметом специальных теоретических и эмпирических исследований. Но эти два вида связей с самого начала как бы разносились по разным уровням структуры объекта.
Но прежде, чем все это было понято, понадобилась, как я уже говорил, огромная работа многих поколений химиков. Очень большая роль принадлежала Канниццаро, который незадолго до съезда в Карсруэ выпустил свою знаменитую книгу, а затем был организатором самого съезда, на котором в первый и последний раз, но надо сказать, что очень удачно, вопрос о том, как устроен мир, решался голосованием собравшихся ученых. Правда, здесь надо заметить, что очень многие вопросы строения научных понятий и научного языка решаются не путем исследования, а путем некоторого социального принуждения, за счет авторитета отдельных крупных ученых. В данном случае отличие заключалось лишь в том, что был не один такой ученый, а коллектив, и авторитетом было мнение большинства.
Вместе с тем было выяснено и затвержено различие простого тела и элемента. Здесь, наверное, нужно заметить, что в химии уже задолго до работ Канниццаро и до съезда в Карсруэ были накоплены факты, неопровержимо показывающие, что свойства сложных тел и вообще тел определяются не только характером входящих в них элементов, но и характером и способом связей внутри этих тел. К тому времени, по-видимому, было уже известно различие озона и кислорода как газов, различие многих органических соединений, имевших один и тот же состав элементов, но совершенно разные свойства. Собственно, именно это и дало возможность поставить вопрос о структуре и о способах связи элементов как о чем то особом и задающем свойства тел и привело в конце концов к четкому размежеванию логики элементов в соединениях и логики отношений между эмпирическими продуктами химического анализа и синтеза. Разделение атома и молекулы, с одной стороны, и разделение элементов и простых тел, с другой стороны, было продуктом всего этого движения.
Правда, наш язык очень плохо организован, плохо поддается перестройке, и поэтому в науке до сих пор сохраняются, засоряя ее, старые употребления терминов. Это приводит к тому, что многие термины употребляются не в их точном смысле. Так например, во многих монографиях и учебниках термин "элемент" до сих пор применяется для обозначения простых тел. И это происходит несмотря на то, что уже давным-давно Менделеев в энциклопедической статье доскональнейшим образом объяснил разницу между ними и показал, как можно и как нельзя применять эти термины.
Но все это лишь описание моментов истории науки. Сами по себе они не нужны мне и служат для того лишь, чтобы подкрепить историческими экскурсами и соображениями общий логический тезис о том, что элемент структуры сложного тела не может быть выделен в качестве простого тела и исследован как простое тело.
Понятие элемента вообще соотносительно с понятием связи, которая всегда как бы накладывается на элемент в структурах. Более того, когда мы говорим о свойствах каких-либо элементов, то мы должны выделять и иметь в виду прежде всего их функциональные свойства, т.е. то, что возникает у элементов за счет их жизни или существования в системах связей, в структурах.
Представьте себе, что мы имеем какую-либо сложную структуру. Мы выделили один определенный элемент и разрубили все связи, которые включали его в целое. Это дало нам возможность вытащить элемент из целого. В этом случае элемент перестает быть элементом, он становится простым телом, и мы уже не можем выявить и исследовать многие из тех свойств, которые делают его элементом. Независимо от нашей воли и желания, мы теряем все функциональные свойства элемента, ибо связи, задававшие эти свойства, разрушены.
В этом плане исключительный интерес имеют ответы на вопрос: какая температура была в той части пространства, куда вылезал из ракеты Леонов? Ответили: официально – около 2000°, а реально – совершенно непонятно, какая. Дело в том, что там так мало вещества, атомов и молекул, что практически говорить о температуре не имеет смысла, там мировое пространство и материя должны характеризоваться совсем иными параметрами.
Вообще все примеры с температурой имеют исключительно глубокое теоретико-познавательное значение, и многие из общих логических схем, относимых к этому понятию, неплохо было бы перенести и на другие понятия. Температура есть свойство коллективов многих частиц. Теперь представьте себе, что от глобальных или внешних характеристик коллектива как одного целого мы перешли внутрь самого коллектива – наши процедуры измерений и мы сами стали сопоставимы с отдельными элементами коллектива. Ясно, что при этом должны кардинальным образом изменяться все характеристики, которые мы можем получить и приписать элементам. Именно здесь температура исчезает.
В этом плане занятно, что многие, отнюдь не глупые физики, на вопрос о том, какое время существует в микромире, отвечают – дискретное. Но дискретное время – это в каком-то отношении нонсенс. Я понимаю, что именно такое получается, но, по существу, более точным было бы сказать, что там традиционное понятие времени уже не работает, что нам нужны другие характеристики мира, природы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
