Химическая форма 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.

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. Физичес­кая целостность атома является целостностью физического многообра­зия - ядра и электронов, которые остаются всецело физическими обра­зованиями, а химическая целостность — слитно и неделима.

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-массэнергеттеский мир, в котором слабые масс-энергетические процессы хо­тя и имеют место, образуя физическую основу химизма, но не опреде­ляют его природы.

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.

Закономерный характер химической эволюции. В развитии ХФМ можно выделить целый ряд направлений. Общим направ­лением всех линий развития является движение от низшего к высше­му, от простого к сложному: от химических элементов к молекулам и их комплексам. В пределах общего направления можно выделить ма­гистральное, т. е. основное направление, с которым связано наиболь­шее богатство, многообразие химических превращений, и побочные, или тупиковые, ветви развития.

Магистральное направление развития ХФМ связано с углеро­дом как наиболее сложным и богатым химическим элементом, и дру­гими элементами-органогенами — Н, О, N, S, Ph.

Тупиковые ветви развития существуют благодаря магистрали химической эволюции, поскольку они представляют собой ответвле­ния от нее. В то же время тупиковые направления обусловливают раз­витие на магистральной линии, создают необходимые для химической эволюции условия. В конечном счете химическая эволюция законо­мерно приводит к возникновению живой материи.

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.

Вторая точка зрения в различных вариантах обосновывается Д. Кеньоном и А П. Руденко.

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.

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 углеродных соединений."