Химический прибор. 
История, философия и методология естественных наук

В актуальности приборного компонента в химии не приходится сомневаться. Сложности начинаются при его осмыслении. Здесь остается много неясностей. Довольно наивным представляется взгляд, согласно которому приборы всего лишь расширяют возможности органов чувств человека. Разумеется, верно, что наномикроскоп позволяет увидеть объекты, недоступные невооруженному глазу. Но все визуальные образы, в том числе и те, которыми овладевают посредством электронных, рентгеновских и лазерных микроскопов, нуждаются в осмыслении. Используемые в химии современные микроскопические средства позволяют освоить масштабы, исчисляемые в долях нанометров. Но при всех возможных совершенствах микроскопии человек никогда не увидит устройство атомов и молекул воочию, то есть без включения потенциала своего творческого интеллекта.

Химический эксперимент проводится в рамках лаборатории, под которой в данном случае понимается не столько замкнутое помещение, сколько специфические условия, либо созданные искусственно, либо существующие естественно, т. е. в природе. Эти условия непременно должны учитываться. В типичных для современного химического экспериментирования условиях оснастка лабораторий включает: а) оборудование общего назначения, б) мерную посуду, в) компьютеры и другие устройства для обработки данных, г) реактивы, д) рабочие инструменты, е) детекторы, ж) приборы, необходимые для наблюдения, контроля и измерения. Безусловно, специального внимания заслуживает каждая составляющая лабораторного оборудования. Однако существующие философские работы в основном касаются приборного компонента. В такой избирательности есть известный смысл. Дело в том, что именно приборы приводятся в непосредственный контакт с изучаемыми явлениями.

Рассуждая о приборах, хорошо было бы иметь общепринятое их определение, но такового, по сути, нет. По авторитетному мнению Я. Хакинга, главный признак прибора состоит в его способности выделения, изоляции тех признаков изучаемых явлений, которые мы желаем использовать^[1]. Исследователь, настроенный реалистичнее, чем он, сказал бы, что выделяются признаки изучаемых явлений. Их использование — это уже, мол, другой, более прагматический вопрос. Безусловно, в своем наиболее развитом виде приборы вычленяют некоторые признаки; нет таких приборов, которые бы разом выделяли все признаки изучаемых явлений. Но иногда прибор фиксирует не столько отдельные признаки химического объекта, сколько его в целом. Об этом свидетельствуют, например, микрофотографии молекул полимеров.

Определение прибора в качестве устройства, выделяющего признаки изучаемых явлений, лишь на первый взгляд представляется безупречным. Вполне возможно, кстати, так считают многие исследователи, которых квалифицируют в качестве инструменталистов, что прибор не выделяет тот или иной признак, а либо производит его, либо участвует в его производстве. Приведенное рассуждение показывает, что необходимо предпринять определенные усилия по уточнению философской характеристики приборов. В связи с этим резонно обратиться к существующим на этот счет концепциям. Они крайне редко систематизируются.

Наиболее известной философской концепцией, ориентированной на экспериментальную деятельность, является операционализм, ярким представителем которого считается американский физик П. Бриджмен. Основная идея операционализма состоит в том, что именно прибор обеспечивает доступ к изучаемому явлению. Человек в состоянии понять мир химических явлений лишь постольку, поскольку совершает определенные эмпирические действия, операции. Это верно. Но операционалисты не в состоянии объяснить, почему экспериментатор должен осуществлять не любые, а вполне определенные операции. Они склонны поставить эксперимент впереди дедукции, но как раз руководствуясь ею исследователь планирует ход эксперимента.

Еще одна позиция состоит в том, что прибор выступает решающим элементом производства новых химических субстанций. Эту концепцию первым развил немецкий историк химии П. Вальден. Он считал, что в рамках физики приборы выступают в качестве искусственных органов чувств. Но эта их трактовка неприменима к химии, где чаще всего экспериментирование направлено на производство новых субстанций. В отличие от экспериментатора-физика его коллега из области химии преумножает саму природу^[2].

Рассматриваемая концепция не имеет специального названия, назовем ее концепцией креативно понятого эксперимента. В наши дни она была существенно модифицирована одним из ведущих современных философов химии Й. Шуммером. Он пересмотрел вопрос о соотношении эксперимента и теории. Шуммер приводит впечатляющие статистические данные, свидетельствующие о том, что львиную долю химических экспериментов составляют анализ и синтез новых субстанций.

Как правило, исследователи, изучающие экспериментальную деятельность химика, стремятся противопоставить эксперименту теорию, которая то и дело характеризуется не без налета некоторой снисходительности.

Многогранность науки

В основном Й. Шуммер избегает этой опасности. Но его характеристика соотношения теории и эксперимента своеобразна: «Уделяя избыточное внимание эпистемологической стороне дела, методологи науки пренебрегают тем обстоятельством, что ученые не просто описывают мир таким, каким он является, а главным образом создают новые субстанции. В экспериментальных науках эксперименты не являются инструментами для проверки теорий, как раз напротив, теории являются инструментами для направления экспериментов. Несмотря на недопонимание подлинной природы теорий, тем не менее, очевидно, что их не используют просто для дедуктивных рассуждений в химии. В аналитических экспериментах они способствуют определению идентичности субстанций посредством интерпретации эмпирических свойств. В синтетических экспериментах они быстрее выступают в качестве резерва для нахождения соответствующих аналогов на теоретическом уровне»^[3].

Й. Шуммер, занятый исследованием природы эксперимента, не дает специального определения химическому прибору. Но в полном согласии с его концепцией прибор выступает инструментом анализа и синтеза новых химических субстанций. Позднее мы вернемся к концепции Шуммера, пока же обратимся к другим концепциям химического прибора.

Итальянский исследователь Л. Черрути, определяя природу химического прибора, обращается к творчеству одного из основателей аналитической философии Л. Витгенштейна^[4]. В качестве руководящих положений он использует три идеи выдающегося философа: а) значение слова есть употребление, б) исследователь культивирует языковые игры, в) язык есть форма жизни. Его внимание направлено на растворители, индикаторы и реагенты. Он стремится выявить способы интерпретации их содержания в процессе развития химии (речь идет о своеобразных языковых играх). В конечном счете, выясняется, что все сводится к определенным химическим актам по производству новых субстанций. Л. Черрути вроде бы присоединяется к концепции креативно понятого эксперимента. Но ни П. Вальден, ни Й. Шуммер не опираются на концепт языковой игры. Строго говоря, для Л. Черрути химический прибор выступает как инструмент языковой игры, реализующейся в процессе совершения химических экспериментов.

Еще более оригинальную позицию, чем Л. Черрути, занимает бельгиец П. Ласло. Он определяет химический прибор как игровое устройство по созданию химических текстов, химической риторики^[5]. Его подход не эпистемологический и не методологический, а риторический. Осуществляемое Ласло приравнивание химии то к музыке, то к риторике представляется экзотическим шагом, не учитывающим специфику химии в качестве науки. Но, по крайней мере, в одном отношении он, безусловно, прав: процесс химического экспериментирования, безусловно, имеет самое прямое отношение к созданию языка химии.

Еще одна концепция прибора принадлежит американскому ученому Д. Бэрду. В своем творческом поиске он обращается к учению критического рационалиста К. Поппера о третьем мире^[6]. Как известно, Поппер относил к первому миру — вещи, ко второму — желания и ментальные события, к третьему — объективное знание, не зависящее от людей. Решающий шаг Д. Бэрда состоит в отнесении приборов не к первому, а к третьему миру. Лишь на первый взгляд прибор представляет собой всего лишь вещь, подобную другим вещам из мира природы. Решающая его особенность состоит в том, что он производит объективное знание. Прибор есть инструмент для производства объективного знания. По мнению автора, Д. Бэрду следовало более основательно рассмотреть вопрос о том, кто же является источником знания, прибор или исследователь.

Итак, химическому прибору дают различные интерпретации. Он определяется инструментом (научным средством), необходимым для совершения операций, осуществления анализа и синтеза новых субстанций, формирования языка химии, объективного знания, не зависящего от субъективных предпочтений исследователя. Существенно, что-то или иное определение прибора всегда производится в рамках некоторой концепции. Попытка дать определение прибора прямо и непосредственно, так сказать, «в лоб», приводит к банальным суждениям. Наиболее основательные исследователи стремятся определиться относительно той концепции, которой они придерживаются. Последуем их примеру.

Читатель, очевидно, догадывается, что при характеристике химического прибора автор воспользуется потенциалом концептуальной трансдукции. В предыдущем параграфе эксперимент был определен в качестве вполне определенного этапа трансдукции. Этот этап реализуется посредством лабораторного оборудования, в котором центральное место занимают химические приборы. С учетом этого обстоятельства химический прибор должен быть определен как трансдукционный объект или, иначе говоря, средство трансдукции, ведущее от дедуктивных принципов и законов к химическим фактам.

Характеризуя прибор в качестве средства, или орудия, или посредника, необходимого человеку в процессе трансдукции, следует отдать должное исследователю. Для него прибор есть всего лишь средство, которому вменяются те концепты, которыми руководствуется исследователь. Но это всего лишь может быть поставлено под сомнение в свете тех коренных преобразований, которыми сопровождаются инструментальные революции в химии, связанные, например, с изобретением очередного нового типа спектрометров. За два века своего развития химия испытала немало инструментальных революций^[7]. В итоге ее инструментальный арсенал стал исключительно значимым фактором развития химии. В свете этого никем не отрицаемого обстоятельства характеристика химического прибора в качестве всего лишь посредника исследовательской деятельности химика представляется недостаточной. С учетом этого автор предлагает квалифицировать химические приборы в качестве основного предметного медиума химии как науки. В известном смысле термин «медиум» является синонимом терминов «средство» и «посредник». Но в нем максимально отчетливо выражена трансдукционная природа посредника и его относительная самостоятельность. В подчеркивании относительной самостоятельности химических приборов следует соблюдать определенную осторожность. Неправомерны как ее умаление, так и абсолютизация.

Авторы, пишущие о химических приборах, видимо, в силу своего особого интереса к ним, склонны преувеличивать их значимость. В частности, это характерно для операционалистов. Абсолютизация значимости приборов то и дело приводит к забвению теории. Из вышерассмотренных авторов лишь Й. Шуммер счел необходимым рассмотреть связь эксперимента с теорией. Он пришел к выводу, не лишенному налета парадоксальности. По его мнению, не эксперимент (а вместе с ним и прибор. — Прим. авт.) есть инструмент теории, а как раз наоборот, теория является инструментом эксперимента. По мнению автора, Й. Шуммер вполне правомерно отказывается от характеристики прибора как всего лишь средства по проверке теории. Но вопрос в том, как именно следует проводить этот отказ. Достаточно ли всего лишь поменять теорию и эксперимент местами и в итоге считать теорию инструментом эксперимента. В свете трансдукции такая операция представляется излишне резким шагом.

Гипотетические принципы и законы, предсказание фактов и эксперимент являются последовательными этапами трансдукции, следовательно, и связь между ними является трансдукционной, а не инструментальной. Принципы и законы выступают трансдукционным основанием эксперимента, а эксперимент — их трансдукционным продолжением. Эксперимент выступает по отношению к принципам и законам не столько их следствием, сколько последствием. Вводя различие между следствием и последствием, автор имеет в виду, что эксперимент не выводится непосредственно из гипотетических принципов и законов, но сохраняет зависимость от них. Эксперимент, продолжая линию трансдукции, позволяет достичь новой стадии знания. Часто утверждают, что экспериментальное знание более конкретно, чем теоретическое. При этом игнорируется теоретический статус эксперимента.

Таким образом, подлинный смысл химического прибора выясняется посредством определения его места в процессе трансдукции. С учетом этого обстоятельства можно сказать, что прибор является трансдукционным артефактом. В глаза бросается его вещная природа, никак не обремененная в концептуальном отношении. Но в действительности же природа прибора является трансдукционной. А поэтому нет ничего удивительного в том, что к ней определенным образом относится и языковое представление химии. Это обстоятельство учли в известной степени Л. Черрути и П. Ласло. Но оба всего лишь декларативно настаивают на взаимосвязи эксперимента с языковой деятельностью химика.

Что касается характеристики химического прибора в качестве инструмента анализа и синтеза новых субстанций, то и она не во всем удовлетворительна. Во-первых, в рамках этого определения не получает своего выражения трансдукционная сторона прибора. Во-вторых, на первый план выдвигается инженерно-технологический аспект, а концептуальное содержание трансдукции задвигается в тень. Химик-ученый отличается от химика-изобретателя и химика-инженера. Из этих троих только химика-ученого интересует трансдукция, и именно она. Конечной целью химика-изобретателя является новая химическая субстанция как таковая. Конечной целью ученого выступает наращивание концептуального потенциала трансдукции.

Д. Бэрд отнес прибор к третьему миру Поппера. Имеется в виду, что благодаря своей приборной составляющей наука добывает объективное знание, судьба которого всегда складывается намного благополучнее, чем судьба теории. Удел любой теории предрешен, она неизбежно будет опровергнута. Экспериментальное же знание переживет века. Так считают многие исследователи, а между тем, они ошибаются. Дело в том, что экспериментальное знание вплетено в процесс трансдукции, оно само имеет теоретический характер. Деятельность ученого состоит в обеспечении синхронности дедуктивного и экспериментального знания, в отсутствие которой трансдукционный ряд разваливается. Во имя этой синхронности постоянно предпринимаются шаги по преодолению диссонанса между гипотетическими принципами, а также законами и экспериментом. Поэтому участь соответственно оснований теории и эксперимента оказывается, в конечном счете, одинаковой. Поясним сказанное простым примером. Фотопластинку с изображением спектральных линий можно показать первоклассникам. Верно ли утверждать, что они видят то же самое, что профессиональный химик? Ответ на этот вопрос, разумеется, должен быть отрицательным. Современные химики проинтерпретируют экспериментальные данные наших дней по-новому. В свете этого очевидно, что так называемое объективное, неизменное экспериментальное знание вообще невозможно. Итак, читатель имеет возможность сопоставить различные концепции химического прибора, определенным образом оценить их достижения и изъяны и выработать свою собственную теорию.

Выводы

• 1. Природа химического прибора определяется на основании концептуальной трансдукции.
• 2. Химический прибор есть трансдукционный артефакт, медиум, обеспечивающий продвижение от принципов к химическим референтам.

• [1] Hacking I. Representing and intervening. Introductory topics in the philosophy of natural science. Cambridge: Cambridge University Press, 1990. P. 265.
• [2] Walden Р. Geschichte der organischen Chemie seit 1880. Berlin: Springer. 1941. S. 30.
• [3] Schummer J. Why do chemists perform experiments? // Chemistry in the philosophical melting pot. Frankfurt am Main: Peter Lang. 2004. P. 407.
• [4] Cerruti L. Chemicals as instruments. A language game // HYLE — International Journal for Philosophy of Chemistry. 1999. No. 1. P. 39−61.
• [5] Rotbart D. Peter J. Т. Morris (ed.): «From classical to modern chemistry: the instrumental revolution» // HYLE — International Journal for Philosophy of Chemistry. 2003. No. 1. P. 125.
• [6] Baird D. Thing knowledge: a philosophy of scientific instruments. Berkeley: University of California Press, 2004. Ch. 6.
• [7] Morris Р. J. Т. From classical to modern chemistry: the instrumental revolution / Ed. Morris P. J. T. Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2002.