НА ГОЛОВНУ  |  НОВИНИ  |  ПРО ІНСТИТУТ  |  НДР  |  ПУБЛІКАЦІЇ  |  КОНФЕРЕНЦІЇ  |  КОНТАКТИ  |  КОРИСНІ ПОСИЛАННЯ

Публікації

Публікації Інституту філософії імені Г.С.Сковороди НАН України

2005 рік

Мультиверсум. Філософський альманах. - К.: Центр духовної культури, - 2005. - № 47.

__________________________________________________________________________

І.З. Дуцяк, кандидат технічних наук, докторант КНУ імені Тараса Шевченка

АНАЛІЗ ПІЗНАВАЛЬНИХ ПРОБЛЕМ, РОЗВ'ЯЗУВАНИХ У ПРОЦЕСІ РОЗВИТКУ АТОМІСТИКИ

Для пізнавальної діяльності важливо мати систематизоване знання про типи пізнавальних завдань, які виникають і розв'язуються у процесі цієї діяльності. Такі знання є основою для створення відповідної системи методів, правил, алгоритмів пізнавальної діяльності, які охоплюють кожен із типів завдань, що виникають у процесі пізнання. Оскільки в сучасних умовах якість життя значною мірою визначається здатністю виробляти наукомістку продукцію, то актуальність досліджень, спрямованих на підвищення ефективності наукової пізнавальної діяльності, не викликає сумніву.

Для виявлення типів пізнавальних завдань, а також для реконструкції відповідних пізнавальних дій, які потрібно було здійснити для вирішення цих завдань, треба взяти певний матеріал з історії науки. Особливий інтерес становить аналіз таких проблем, пізнання яких, з одного боку, завершилося успішним вирішенням. З іншого боку, важливо, щоб процес вирішення цих проблем містив якомога більше кроків пізнання - у такому разі для гносеологічного аналізу буде взято максимально різносторонній історико науковий матеріал. На основі аналізу такого максимально різностороннього матеріалу можна побудувати, відповідно, максимально повний перелік алгоритмів пізнавальної діяльності. В якості наукової проблеми вибрано виявлення першоелементів матеріального світу, тобто історію атомістики як хімічної проблеми. Ця проблема, яка постала ще в Стародавній Греції, розв'язана (побудова таблиці елементів Менделєєва). Вирішення цієї проблеми тривало протягом дуже тривалого проміжку часу (починаючи від Фалеса і до 1869 р., коли було відкрито періодичний закон, що дало змогу передбачити всі елементи, різними поєднаннями яких утворене все розмаїття матеріальних речей, що оточують людину). Отже, історія вирішення цієї пізнавальної проблеми відповідає сформульованим вище вимогам.

Проведено велику кількість досліджень, предметом яких є історія атомістики [1-6]. В цих дослідженнях історія атомістики відтворена в основному як хронологічний опис розвитку ідей із зазначеної проблеми, тобто як історія ідей. Це, безумовно, дуже важливий комплекс знань і, власне, ці знання є основою для гносеологічного аналізу, тобто відтворення типів пізнавальних ситуацій та пізнавальних дій, що здійснюються у процесі вирішення зазначеної проблеми. Очевидно, що всебічний глибокий аналіз процесу вирішення проблеми неможливо відтворити в межах статті, оскільки необхідно проаналізувати хід думки і дії пасивного чи активного спостереження протягом приблизно двох з половиною тисяч років. Однак, можна окреслити, принаймні, основні етапи у вирішення цієї проблеми.

Початкова постановка проблеми мала такий вигляд. Безпосереднє спостереження дає матеріал для твердження: кожна річ змінюється, тобто стає іншою. Це можна перефразувати таким чином: речі перетворюються одна в одну, що означає наявність між ними генетичного зв'язку - нова річ складена з того самого, що й попередня. Отже, ці речі містять щось спільне, видозміною чого і досягається перетворення однієї речі в іншу. Уже на цьому етапі міркувань формується нова абстракція: "щось, що є спільне в різних речах". Введення поняття про новий об'єкт викликає потребу дати відповідь на деякі питання. Чи можна спостерігати цей об'єкт так само, як людина спостерігає різні речі, складені з цього об'єкта? Оскільки різні речі відрізняються між собою і ці відмінності дано людині як різні прояви тих чи інших ознак, що сприймаються органами чуттів, то виникає питання: якими є прояви ознак цього спільного для всіх речей об'єкта?

Для розв'язання цієї проблеми необхідно здійснити такі пізнавальні дії:

1. Сформулювати всі можливі припущення, за якими принципами можна виділити першоелементи (чи це відмінності за агрегатним станом, як є у більшості ранніх грецьких філософів; чи це щось таке, що в явному вигляді не існує в природі, як припускав Анаксімандр; чи це є якісь сутності, що зумовлюють спільні для деяких речовин властивості, тобто властивості, характерні для групи металів або групи неметалів, як це припускали алхіміки; а може це речовини, з якими має справу людина у своїй діяльності, як припустив Бойль, тобто речовини, які людина знаходить в природі чи виділяє певними діями, власне, і є елементами). Для здійснення цієї пізнавальної дії потрібно було, насамперед, виокремити за допомогою відчуттів окремі відносно стійкі системи руху, які людина здійснює за допомогою абстрагування. На основі знань про окремі речі, суб'єкт пізнання повинен виділити таку спільну їх ознаку, яка характеризує речовину, з якої зроблені ці речі, тобто з'ясувати, перебувають вони в однаковому агрегатному стані, чи ні, зроблені з однакового матеріалу, чи ні, мають тотожні ознаки у взаємодіях певного типу (тобто, людина серед знань про окремі речовини, отриманих за допомогою органів чуттів, виокремлює знання про ознаки, спільні для низки в чомусь відмінних між собою речовин; одним із підсумків цього повинно бути введення абстракції "речовина"). Ці пізнавальні дії людина здійснює за допомогою абстрагування, якому передує аналіз, як розкладання сприйманого на елементи, виявлення тотожного в різних предметах, групування предметів за цим тотожним та називання їх, тобто введення абстракцій назв ознак та назв предметів, за наявністю цих ознак.

2. Ще одне припущення потрібно було зробити щодо того, чи ці елементи, за аналогією до предметів, що оточують людину, складені з частин, підлягають розділенню, тобто чи вони є дискретні, чи це є щось однорідне, неструктуроване. В античності були сформульовані як логічно можливі обидва ці підходи. Певні підстави для відповіді на це питання давали спостереження. Зокрема, поступовість зменшення розмірів окремих предметів, навіть у разі, коли відділення окремих частинок не може бути сприйняте людським оком, дає підстави для твердження, що зменшення предмета відбувається відділенням окремих його частинок (багато різних прикладів цього наводить Тіт Лукрецій Кар у поемі "Про природу речей").

3. Третє питання, на яке треба було дати відповідь після введення поняття про першоелементи, - це визначення їхньої кількості: чи є тільки один першоелемент (як це припускали філософи до Парменіда), чи їх більше одного (що було прийняте після Парменіда). З цих двох варіантів перший є простішим - треба виявити лише один першоелемент. Крім того, до прийняття одного першоначала підштовхувало й те, що походить світ, згідно з космогонічними міфами, з чогось одного, наприклад, з хаосу.

В основі формулювання цих гіпотез лежить виявлення логічно можливих варіантів за допомогою класифікацій, тобто за допомогою розбиття множини на підмножини з подальшим прийняттям одного з членів поділу в якості гіпотези. Наприклад, поділивши кількість начал на один або більше одного, маємо два логічно можливі варіанти, з яких вибираємо, скажімо, перший. Прийнявши, що начало одне, здійснюємо наступний поділ: 1) це начало є тотожним або, принаймні, близьким до чогось, що сприймається органами чуття, тобто до чогось такого, що людина вичленовує в природі як якісно відмінне від іншого (вода, повітря, вогонь) або 2) це начало не має аналогів серед того, що безпосередньо сприймається органами чуттів.

Оскільки усі філософи до Парменіда приймали, що першоелемент є один і він є рухливим, то це суперечило твердженням Парменіда, аргументи якого не могли спростувати (Основний висновок Парменіда зводився до того, що один рухливий, мінливий першоелемент вже внаслідок своєї мінливості не може мати ознак істинного буття. Припущення наявності руху призводить до суперечності, оскільки неможливо уявити собі наявність руху в чомусь абсолютно однорідному; цю думку підтверджували також апорії Зенона.) Тому, щоб уникнути суперечності, відкинули одиничність першоелемента. Суть пізнавальної дії полягала в узгодженні одних знань із іншими, в оцінці певних знань (які несумісні з іншими, більш аргументованими, прийнятими знаннями) як логічно неможливих, хибних. Це стало підставою для вибору іншого з логічно можливих припущень.

Враховуючи міркування Парменіда, всі гіпотези, сформульовані після нього, містять більше одного першоелемента, зокрема, згідно з цими концепціями, все зроблено з гомеомерій (Анаксагор), або все зроблено з чотирьох елементів: землі, води, повітря, вогню (Лін, Емпедокл), або все зроблено з атомів (Левкіпп, Демокріт).

Відзначимо, що аргументи Парменіда були, принаймні частково, хибними - адже навряд чи сьогодні хтось серйозно сприймає твердження про те, що рух є лише видимістю. Водночас, висновок, прийнятий наступними філософами, у кінцевому підсумку виявився істинним: першоелементів повинно бути більше одного.

4. Наступним суттєвим кроком на шляху вирішення проблеми була її конкретизація, пов'язана зі вченням Платона про ідеї. Адже, оскільки все, що існує, містить і ідеальні об'єкти (є світ ідей), і матеріальні об'єкти (є світ матеріальних об'єктів), то треба розрізняти два види структури - структуру всього, що існує, включно і з ідеальними, і з матеріальними об'єктами (це є предметом філософії) і структуру матерії (це є предметом хімії і фізики). Зазначений факт розгалуження початково єдиної проблематики зафіксовано також у появі в цей час (часи Платона) нової термінології. Якщо до цього воду, повітря, вогонь чи будь які інші субстанції, кваліфіковані як начала, називали терміном ?????, то у часи Платона їх починають тлумачити вже як начала матеріального світу і, відповідно, вводять новий термін ???????? (букви) [7, 152].

Можна навести приклади гіпотез, сформульованих із врахуванням конкретизації початкової проблеми. Одна з них належить самому Платону: матеріальні речі поділяються на елементи (земля, вода, повітря, вогонь), які являють собою класи споріднених речовин. Речовини, що належать до цих класів, зроблені з правильних багатокутників: земля - з кубиків, вода - з ікосаедрів (правильний двадцятигранник), повітря - з октаедрів (правильний восьмигранник), вогонь - з тетраедрів. Однак ці правильні багатогранники ще не є першоелементами матерії, оскільки грані цих правильних багатокутників, в свою чергу, складені з прямокутних трикутників (якщо грань багатокутника є рівностороннім трикутником чи п'ятикутником) або з рівнобедрених трикутників (якщо грань багатокутника є квадратом). Отже, першоелементів матеріальних речей є два види: найдрібніші рівнобедрені і прямокутні трикутники. Зовнішні відмінності матеріальних речей, зокрема, відмінності в агрегатних станах речей, що чуттєво сприймаються, Платон намагається пояснити внутрішніми властивостями цих речей. В якості властивості, видозміна якої зумовлює наявність різних класів речей, він бере ознаку, що безпосередньо спостережується, - геометричну форму. Такий шлях не можна назвати нераціональним. Запропонований Платоном варіант, принаймні у його час, був логічно можливим. Інша справа, що пізніше виявилася хибність зазначеної гіпотези.

Дещо простішою є структура матерії, згідно з Арістотелем. Він твердив, що матеріальні речі зроблені з п'яти елементів: ефіру, землі, води, повітря, вогню. Ефір введено, оскільки надмісячна область - це предмети, які не змінюються, а підмісячна, тобто те, що є на Землі, змінюються, отже, надмісячна область повинна бути зроблена з іншого складника. Тому, вводячи нове структурування, Арістотель розчленував спостережувану дійсність на дві частини: змінювану і незмінювану, що викликало потребу ввести для незмінюваної частини дійсності свій елемент.

Згідно зі стоїками (ці міркування виразно сформульовані Зеноном Кітійським), матеріальні речі утворені з чотирьох елементів: землі, води, повітря, вогню. Порівняно з Емпедоклом, ними фактично не введено нових елементів. Стоїки перенесли структурні елементи всього того, що існує, на структуру матерії.

5. Після уточнення, елементи чого є предметом пошуку, потрібно було, вибравши якийсь із наявних підходів як найімовірніший, пояснити за допомогою відповідного понятійного апарату відомі спостережувані явища. Вибір гіпотези, яка в подальшому стала основною у поясненні тих чи інших спостережуваних явищ, було здійснено Робертом Бойлем. Він обґрунтовує хибність підходів Арістотеля і алхіміків до виявлення начал матеріальних речей. На відміну від їхніх уявлень, першоелементи повинні підлягати виявленню шляхом розділення речовин. Деякі з речовин ведуть себе як першоначала, - після перетворень вони залишаються незмінними (висновок про це було зроблено на підставі активного спостереження, тобто експерименту).

6. Для виявлення всіх можливих елементів, витлумачених як прості речовини, які не підлягають подальшому розкладу (як це формулює Лавуазьє), потрібно було виявити, принаймні, частину із цих речовин і в них такі ознаки, прояв яких у різних речовин може підпадати під якісь закономірності. Виявивши цю закономірність (названу пізніше "періодичний закон"), можна було б виявити всі начала матеріальних речей. У свою чергу, для виявлення нових речовин, для встановлення, які з цих речовин є елементами, потрібно було перейти від якісного аналізу до кількісного, що стало можливим з відкриттям закону збереження маси речовини в разі хімічних реакцій (Тут і в подальшому в тексті вживатиметься термін "маса", оскільки в аналізованому матеріалі вживання цього терміна є коректнішим від вживання терміна "вага", який вживали тоді; водночас вага - це ознака, про різні прояви якої людина дізнається за допомогою органів чуття, а саме - за допомогою тактильних відчуттів; різні прояви цієї ознаки проявляються як різний тиск на ту чи іншу частину тіла, який чинять предмети, нерухомо розташовані на тілі). Зазначений закон відкритий шляхом індуктивного узагальнення експериментально виявленого зв'язку.

7. Для виявлення вищезгаданої закономірності зміни одних ознак елементів зі зміною інших потрібно виявити різні ознаки елементів, ступінь прояву їх у різних елементах, а також, які з ознак зумовлюють наявність інших ознак. Зокрема, треба виявити атомні маси різних елементів (принаймні, відносні атомні маси, тобто відношення атомної маси одного елемента до атомної маси іншого), для чого потрібні були стехіометричні закони. Стехіометричні закони це: а) закон постійності складу, тобто сполученість елементів лише в певних пропорціях; б) закон еквівалентів: в усіх сполуках, в яких елемент з'єднується в однаковій пропорції, маса цього елемента в сполуці (еквівалентна маса) є величиною постійною і в) закон простих кратних відношень, згідно з яким у сполуках атоми поєднуються у відношеннях, які описуються відношеннями простих кратних чисел. Перші два стехіометричі закони були виявлені експериментальним шляхом, третій закон (який сформулював Джон Дальтон) був висловлений спочатку як гіпотеза [2, 17; 8]. Оскільки, згідно з Дальтоном, атоми одного елемента строго однакові і відрізняються від атомів інших елементів, крім інших ознак, своєю масою, то й кількості мас елементів у сполуках повинні відноситися як прості цілі числа. Це було використано Джоном Дальтоном для визначення відносних атомних мас елементів. Одним із підсумків досліджень Джона Дальтона було введення такого терміна, як "атомна маса".

Процес віднайдення першоначал матеріальних речей супроводжувався формулюванням припущень, частина з яких із подальшими експериментально відкритими фактами або висновками з них, виявлялася хибною. Як приклад можна навести розвиток атомістичних уявлень Джона Дальтона після експериментального відкриття у 1805-1809 рр. газових законів Гей Люссаком, згідно з якими: 1) взаємодія газоподібних речовин відбувається завжди в найпростіших відношеннях; із одним об'ємом газоподібної речовини завжди з'єднується або такий самий об'єм, або подвійний, або, найбільше, потрійний об'єм іншої газоподібної речовини; 2) спостережуване у такому разі згущення газів, яке настає внаслідок взаємного з'єднання, також перебуває у простих відношеннях до об'єму кожного з них. Отже, у разі взаємодії газів, об'єми вихідних речовин і продуктів реакції відносяться як цілі числа.

Закони, відкриті Гей Люссаком експериментально, суперечили одній із гіпотез Дальтона. З цих законів випливало, що однакові об'єми різних газів за однакових умов містять однакову кількість атомів. Водночас, згідно з Дальтоном, прості речовини реагують в атомарному стані, і, оскільки вони в молекули не об'єднуються, то, відповідно, й не можуть реагувати як молекули. Тому, в разі, коли реагує два об'єми простих атомів (елементів), то вони, кожен зокрема, повинні займати до реакції однакові об'єми газу і, отже, до реакції наявні два об'єми газів. Якщо ці прості речовини в газоподібному стані являють собою кисень і водень, то внаслідок їхнього об'єднання у молекули повинен утворитися один об'єм води (оскільки кількість молекул зменшиться удвічі). Водночас Гей Люссак довів експериментально, що з одного об'єму кисню і двох об'ємів водню отримують два об'єми води в газоподібному стані.

Зазначену суперечність усунув Авогадро, який у 1811 р. сформулював закон: у рівних об'ємах газів, які перебувають в однакових умовах (температура, тиск), міститься однакова кількість молекул. На основі цього закону він визначив густину речовин і сформулював постулат, згідно з яким частинки кисню, водню, азоту в газоподібному стані перебувають не в атомарному вигляді, а у вигляді двоатомних молекул. Це дало змогу пояснити той експериментально встановлений факт, що взаємодія двох об'ємів двоатомного водню з одним об'ємом двоатомного кисню дає два об'єми води в газоподібному стані. Якщо це так, то молекула води повинна містити один атом кисню і два атоми водню. Тепер, знаючи вагове відношення водню і кисню у воді, можна було точно встановити - у скільки разів атом кисню важчий від атому водню, як і відношення мас інших елементів. Для розвитку атомістики істотним виявилися також міркування Авогадро щодо необхідності чіткого розрізнення понять еквівалент і молекула.

8. З відкриттям стехіометричних законів виникла потреба підтвердити їх експериментально як на матеріалі неорганічних, так і на матеріалі органічних речовин, а також необхідність узгодити з цими законами ті явища, структуру тих сполук, щодо яких є видимість нечинності зазначених законів. Потрібно було, зокрема, пояснити пропорції зв'язку в органічних сполуках у разі, коли, для прикладу, за наявності у сполуці кількох атомів вуглецю вони з'єднуються не тільки з іншими елементами, а й між собою; таке пояснення пропорцій в деяких органічних сполуках дав Кекуле. Крім того, треба було пояснити зміни пропорцій у поєднаннях елементів в органічних сполуках у разі, коли ці атоми з'єднуються між собою не одним зв'язком, а двома чи трьома; таке пояснення змін пропорцій у органічних сполуках дав Бутлеров.

9. Потрібно було виявити також іншу ознаку атомів різних елементів - їхню валентність, яка проявляється в тому, що кожен елемент приєднує до себе завжди однакову кількість радикалів (тобто частин молекул, які залишаються незмінними внаслідок перетворень). Отже, потрібно було, насамперед, експериментально виявити наявність таких частин молекул, які залишаються незмінними внаслідок перетворень, назвати ці об'єкти відповідним знаком, тобто ввести нову абстракцію. Знову ж таки, експериментальним чином виявити, що кожен елемент приєднує завжди однакову кількість органічних радикалів. Виявлену нову ознаку також треба було назвати відповідним терміном, ввівши абстракцію "валентність". Після цього треба було експериментально виявити ступінь прояву цієї ознаки в усіх відомих на той час елементів.

10. В результаті, знання про ступені вияву таких ознак, як атомна маса та валентність, у багатьох елементів дало змогу виявити закон зв'язку цих ознак з іншими ознаками, що, в свою чергу, дало змогу передбачити інші елементи, тобто начала матеріальних речей. Завдання полягало у виявленні зв'язку між ознаками, та закономірностей зміни одних ознак зі зміною інших.

Отже, кожне наступне покоління дослідників здобувало від своїх попередників знання про наявну пізнавальну проблему в знаковому вигляді, тобто у вигляді висловів. Знання цих висловів є недостатнє для формулювання питань, які можуть поглибити знання, і які, відповідно, можуть наблизити до вирішення проблеми. Необхідне розуміння цих висловів, тобто потрібно мати "переклад" цих висловів на мову, поняття якої ґрунтуються на безпосередньо спостережуваному. Іншими словами, потрібно оволодіти понятійним апаратом, сформульованим попередниками.

Розв'язувані пізнавальні проблеми можна поділити на два типи: введення нових абстракцій, і виявлення зв'язків між об'єктами, які позначаються цими абстракціями, виявлення зв'язків між ознаками. Виявлення зв'язків між ознаками є завданням, яке можна розв'язати за допомогою формально логічних методів (чи методів формулювання припущень у разі, коли наявна не вся вихідна інформація, необхідна для дедуктивного висновку). Формулювання нових понять, абстракцій не можуть бути формалізовані, принаймні через те, що основою для формування абстракцій є дані, які отримуються з дійсності безпосередньо органами чуттів, або за допомогою посередників, тобто приладів. Водночас зміна теоретичних уявлень завжди проявляється у введенні нових понять, у модифікації змісту попередніх понять, що не можна здійснити формально логічними методами. Водночас це не означає, що цей процес не можна алгоритмізувати. Адже створення теорії - це, насамперед, якісний опис досліджуваного об'єкта, тобто створення знакової моделі об'єкта пізнання. Отже, введення абстракцій досягається у процесі, за допомогою побудови моделі. Процес же побудови моделі може бути алгоритмізований.

Послідовність пізнавальних дій, які потрібно було вчинити для виявлення начал матерії, можна узагальнити з тим, щоб цей алгоритм можна було застосувати для вирішення схожих пізнавальних проблем. Суть схеми розв'язання аналізованої проблеми полягає у припущенні, що виявлення всіх начал може бути здійснене шляхом виявлення закономірності (наявність якої також треба припустити) зміни ознак елементів, яка може бути пов'язана з однаковістю принципів їх будови, їх внутрішньої структури. Для виявлення такої закономірності треба експериментально виділити принаймні частину цих елементів, на підставі аналізу ознак яких тільки й можна виявити закон зміни ознак. Таким чином, завдання виявлення всіх начал зводиться до "породження" одних елементів з інших, на підставі виявлених істотних відношень між ними, тобто таких відношень, які описуються законом.



ЛІТЕРАТУРА

1. Кедров Б.М. День одного великого открытия (Об открытии периодического закона Менделеевым). - М., 1958.
2. Кузнецов В.И. Эволюция представлений об основных законах химии. - М., 1967.
3. Зубов В.П. Развитие атомистических представлений до начала ХІХ века. - М., 1965.
4. Делімарський Ю.К., Шиліна Г.В. Сто років періодичного закону (1869-1969. Про створення Д.І. Менделєєвим періодичної системи хімічних елементів). - К., 1969.
5. Кузнецова О.В. Атомистические концепции строения вещества в ХІХ веке. - М., 1983.
6. Становление химии как науки. Всеобщая история химии. - М., 1983.
7. Рожанский И.Д. Платон и современная физика // Платон и его эпоха. - М., 1979.
8. Кедров Б.М. Атомистика Дальтона. - М.-Л., 1949.


<<< Повернутись на попередню сторінку

 

     © 2003 Інститут Філософії НАН України. Всі права застережено.
розробка: Beleven Web Studio