Пути развития химии. Том 2. От начала промышленной революции до первой четверти XX века - [2]

Автор приносит благодарность за критические замечания, ценные советы и исправления профессору Горной академии (Фрейберг) д-ру Г. Аккерману, профессору Высшей химико-технической школы им. Карла Шорлеммера (Лейна-Мерзебург) д-ру 3. Энгельсу, доценту Университета им. Эрнста Морица Арндта (Грайфсвальд) д-ру Р. Гелиусу, доценту Университета им. Мартина Лютера (Галле) д-ру Р. Штольцу.

Автор благодарит также неутомимых помощников — работников архивов и библиотек и особенно X. Штрубе за помощь при редактировании книги.

В. Штрубе

Развитие химической теории

В основе любой области естествознания лежит обычное наблюдение за явлениями природы; лишь постепенно на этой основе создается наука.

Юстус Либих [2, с. 2]

Наследие восемнадцатого столетия

В последней трети XVIII в. химия переживала величайший революционный переворот. Перемены в химических знаниях были столь обширными, что связь с прошлым казалась прерванной. Химия получила новую теорию, новую терминологию и номенклатуру. В это время происходило обособление отдельных областей химических знаний, а в промышленности начали возникать специализированные химические предприятия.

В начале XIX в. английский историк науки Уильям Уэвелл характеризовал этот переворот как "шаг к обобщению" [3], а около ста лет спустя Томас Кун определил его как "смену парадигм"[3] [4, с. 24 и cл.].

В книге "Химия и ее история" [5] показано, что периоды накопления и наивысшего развития знаний в истории химии были обусловлены непрерывным и дискретным характером ее развития.

Постепенное накопление опытных данных и сведений (кумуляция) заканчивается фазой наивысшего развития (кульминацией) — коренным, качественным изменением какой-либо теории, метода или системы.

Кульминационные периоды различны по своей эффективности. Лишь некоторые из них открывают новую эпоху. Например, в астрономии это переход к представлениям о гелиоцентрической системе мира от представлений о геоцентрической системе, а в химии — переход к теоретической эпохе от эмпирической.

Бывали в химии кульминационные периоды, которые Уэвелл назвал большими или меньшими "шагами" на пути к прогрессу, например открытие минеральных кислот или создание флогистонной теории Г. Э. Шталя. Эти и многие другие "шаги" способствовали новой эпохе развития химических знаний, но не они определили ее наступление.

В первом томе этой книги приведено обоснование деления истории химии на два этапа — эмпирический и теоретический. Такое деление обусловлено тем, что химия конца XVIII в. переживала процесс глубоких преобразований, или основной кульминационный период. До химической революции[4] решающую роль в развитии химии играл эксперимент, хотя в XVII — XVIII вв. уже все большее значение начинала приобретать теория. Следует помнить, что классификация всегда является лишь дополнительным средством для ориентации в развитии науки, и абсолютизировать ее не следует. Указанная классификация характеризует главную тенденцию в развитии знаний и вовсе не свидетельствует о том, что в один период истории определяющей является только практика, а в другой — только теория [6]. В период развития теории эксперимент по-прежнему сохранил свое особое значение, и именно только в сочетании с экспериментальными методами исследования теория приобрела решающее значение для развития всех областей химии.

Химия стала наукой, по мнению одних, лишь с развитием теоретических представлений, по мнению других, в период между 1540 и 1740 гг. [7]. Ссылаясь на некоторые источники, ряд исследователей утверждают, что развитие химии началось в XVI в., с работ Парацельса и Агриколы, когда постепенно начало складываться понятие научной химии[5]. Кульминационный момент в этом развитии наступил благодаря созданию системы Лавуазье. Тем не менее в предшествующий период химиками также были достигнуты важные теоретические результаты. Среди них особенно выделяется теория флогистона. Она являлась вершиной развития химических знаний до тех пор, пока не была создана антифлогистонная теория Лавуазье. Г. Шталю для объяснения горения нужен был гипотетический флогистон, а Лавуазье смог объяснить процесс окисления и восстановления как результат превращения реально участвующих в этих процессах элементов. С этого момента критерием правильности теории в химии . стало качественное и количественное экспериментальное доказательство. Так, например, закон эквивалентов И. Рихтер сумел обосновать, проводя многочисленные опыты с кислотами и основаниями. Лишь признав необходимость точных доказательств для подтверждения теоретических воззрений, химия превратилась в современную науку.

При этом гипотезы не потеряли своего значения, но появилась возможность четко разграничивать гипотезы и теории. Между ними образовалась динамическая связь, так как объяснения с помощью гипотез способствовали проведению новых экспериментов и выдвижению новых идей. Разграничение понятий "теория" и "гипотеза" нельзя воспринимать как их противопоставление. Теории, как правило, включают в себя гипотезы, потому что область их применения расширяется с появлением новых экспериментальных данных. В то же время гипотеза обычно также содержит рациональное зерно.