Химические знания и идеи в минералогии
Напомним один из вариантов современного определения понятия “минерал”: “Минералом называют любой гомогенный материал, встречающийся в природе как продукт неорганических процессов; т.е. минерал не является продуктом деятельности живых организмов” [Полинг, 1978, c. 15].
Взаимодействия научных знаний, которые по современной классификации можно отнести к химическим и геологическим, начали происходить намного раньше выделения этих разделов знания в качестве самостоятельных дисциплин.
В прикладной технологической области взаимосвязь химии и минералогии начала проявляться в деятельности древних металлургов (см.: [Сборник, 1980]). В сфере синкретической науки минеральный мир, окружая человека в зримых формах, послужил основанием для натурфилософских концепций о строении Земли и всего окружающего мира. Хорошо известно, что, например, Аристотель, опираясь на представления о четырех стихиях (земля, воздух, огонь и вода), составляющих окружающий мир и дающих основание огненным и водным образованиям, объяснял происхождение из водных стихий металлов, а из огненных — камней. Он же разделил ископаемые на земли, камни и руды. Можно отметить, что в подходе Аристотеля заложены методологические основания как описательной минералогии, так и историко-химической ее составляющей (в попытках объяснения состава и происхождения минеральных тел). В средневековье в государствах Средней Азии поддерживалось и развивалось учение Аристотеля. В трактатах Бируни, Ибн Сины (Авиценны) минералы классифицировались на камни, горючие ископаемые, соли и металлы.
Развитие горного дела в связи с потребностями металлургии и других практических отраслей, использующих минеральное сырье Земли, вело к обогащению эмпирических знаний о различных минеральных образованиях. Как видно, на начальном этапе эти знания накапливались вне института науки. На этом основании делается вывод, что “минералогия возникла как естественноисторическое знание в XVI столетии из практических проблем горного дела и металлургии” [Фабиан, 1967, c. 140].
В этом случае можно отметить существенное отличие начальных этапов становления геологического (минералогического) знания от этапов становления физико-математического, химического и биологического знаний, которые, помимо практических ценностных ориентаций, развивались также и под влиянием факторов духовно-познавательного свойства. Оформление геологии как обособленной области научно-технического знания связывается с XVIII в., “...когда под влиянием крупной капиталистической промышленности стали быстро расти потребности общества в ископаемом минеральном сырье и в связи с этим возрос интерес к изучению недр” [Косыгин, 1971].
Высказывается и прямо противоположная точка зрения. Генезис геологии и минералогии происходил внутри института науки, и это подтверждается тем обстоятельством, что в трудах естествоиспытателей XVIII в., наиболее близких по роду научной деятельности к проблемам геологии и минералогии (М.В.Ломоносов, И.И.Лепехин, П.С.Паллас — Россия; Ж.Л.Бюффон, Р.Делиль, Р.Ж.Гаюи — Франция; Г.Б. де Соссюр — Швейцария; А.Г.Вернер — Германия; У.Смит, Дж.Геттон — Англия), почти нет сведений о полезных ископаемых, за исключением некоторых работ М.В.Ломоносова и А.Г.Вернера (см.: [Яншин, 1979]). В связи с этим делается вывод: “... геология и минералогия рождались под влиянием философских идей французских энциклопедистов, первых успехов физики, химии и астрономии, достигнутых в первой половине XVIII в., широко распространившегося в образованных кругах Европы стремления понять истинный смысл природных явлений и процессов, хотя вначале вне связи с развитием горного дела” [там же, с. 104—105].
В результате синтеза этих крайних точек зрения можно отметить интересный феномен генезиса естественнонаучной области знания (геологии и минералогии), когда ее возникновение происходило, с одной стороны, в “приземленной” сфере деятельности (металлургии и горном деле), с другой — в “возвышенной” сфере культурной жизни, научно-познавательной и духовной атмосфере XVII—XVIII вв.
Как уже специально подчеркивалось, эмпирический базис для взаимодействия химии и геологии складывался естественным путем, в рамках различных практических технологий переработки минеральных продуктов и всей неорганической химии, материальную препаративную базу которой составляли минеральные источники. Поэтому до рубежа XVIII—XIX вв., когда вскрылись пограничные объект-предметные области химии и минералогии на молекулярно-минеральном уровнях, выделяется период “прото-взаимодействия” химии и геологии, который в этой работе назван также “химическим истоком кристаллографии и минералогии”.
Заметным обогащением химического инструментария для исследования минералов было открытие в XIV—XV вв. минеральных кислот — соляной, азотной, серной, которые являлись важными реактивами при аналитических химических исследованиях минералов.
В целом два фактора — кризис описательного морфологического подхода в минералогии и база знаний о химическом составе минералов — обусловили формирование в XVIII в. специальных программ целенаправленных исследований химического состава минералов, что привело к явной (дисциплинарной) форме взаимодействия химии и минералогии. Минерал как продукт физико-химических процессов, происходящих при эволюции планетарной системы, был включен со второй половины XVIII в. в программу междисциплинарных исследований в пограничных областях химии. В результате такого целенаправленного исследования минералов методами химии за достаточно короткий исторический срок (вторую половину XVIII в.) было получено много дополнительных знаний о химической природе минералов.
На рубеже XVIII—XIX вв. выходит в свет многотомный труд М.Г.Клапрота “К химическому познанию минералов” (1795—1810), представляющий в целом итог химического аналитического подхода в минералогии и одновременно рубеж, после которого стал реализовываться на новом уровне процесс взаимодействия химии с минералогией уже в тесной взаимосвязи с кристаллографией.
Отмечу, что химические исследования минералов имели и для химии первостепенное значение — для расширения сырьевой базы препаративной химии (в ее научной части) и химической технологии (в ее промышленно-прикладной области), и, особенно, для развития фундаментальных знаний об элементарных составляющих материальных тел — химических элементах, открытие которых во многих случаях происходило в результате химических исследований минералов.
Углубление и расширение знаний об элементарных составляющих материальных тел, разнообразии природных форм, в которых они встречаются, обогащали научную картину мира, входили в базу фундаментальных научных знаний, составляющих основу для развития и конкретизации учения о материальном единстве мира.
Описанный выше процесс взаимообогащения научных знаний в области химии и минералогии в результате химического анализа минералов еще не есть результат взаимодействия наук, а результат одностороннего действия химии на минералогию. И в описанной ситуации до конца XVIII в. и позднее мы еще не обнаруживаем явного пересечения предметных областей химии и минералогии. В этот период не минералогия как наука, а материальные объекты (минералы), исследуемые химическими методами, являлись объективными вещественными факторами взаимосвязи данных наук.
Аналогичен и процесс взаимодействия химии с биологией, в котором на начальных этапах (и приблизительно в этот же исторический период XVIII—XIX вв.) не биология как наука, а химические исследования биологических (живых) объектов давали материал для развития органической химии, и лишь позднее произошло формирование таких пограничных областей, как биохимия, биоорганическая химия, молекулярная биология.
“Минералогический идеал” в химии
Для становления и утверждения “минералогического идеала” в химии, выражающегося в целенаправленной деятельности химиков (или физхимиков и т.п.) по синтезу аналогов природных минеральных тел, необходимо было, по крайней мере, установить химический состав природных тел и хотя бы сформировать гипотетические представления о возможности эволюционных процессов в неживой природе, т.е. представления о естественной истории и эволюции Земли и Вселенной.
Об этом подробнее сказано во второй части книги, здесь же дополнительно отметим, что становление и утверждение идеи развития природы в истории науки проистекало и в связи с деятельностью ученых по реализации “минералогического идеала”. Действительно, первичные исследования по искусственному синтезу (получению) минералов обосновывали возможность их образования в естественноисторических условиях, служили моделями малых этапов эволюции вещественных образований на Земле и других планетах; последнее, в свою очередь, стимулировало и направляло деятельность по искусственному получению минералов. Поскольку в геохимию идея развития и принцип историзма вошли достаточно определенно с начала ХХ в. (см. следующий раздел), то соответственно и качественный скачок в развитии исследовательской деятельности по реализации “минералогического идеала” произошел в ХХ в.
Первые продукты, приготовляемые как аналоги минеральным природным, были получены еще в первой половине XVIII в. В это время многие химики занимались изучением состава и свойств минеральных водных источников. В 1708 г. немецкий ученый Ф.Гофман дал первую химическую классификацию минеральных вод, а в 1735 г. приготовил первые искусственные минеральные воды. Работы в этом направлении привели в дальнейшем к возникновению бальнеологии и гидрохимии. Такие работы, однако, еще не были связаны с химическим синтезом новых веществ и соответственно не могут быть отнесены прямо к деятельности по реализации “минералогического идеала” как высшей и труднодостижимой цели.
Для того чтобы “минералогический идеал” вошел в химию, нужен был период аналитических химических исследований минералов, о котором достаточно подробно писалось выше. Поэтому закономерно, что более или менее заметные в сфере химической науки работы по синтезу минералов стали появляться с начала XIX в. К таким работам можно отнести труды И.Н.Фукса (1817), Ф.С.Бедана (1818), П.Бертье и Э.Митчерлиха (1827—1834), Ф.Вёлера, Ж.Эбельмана, А.С.Беккереля, Г.Розе, Гей-Люссака и др. (см., напр., [История, 1973, c. 89; Майер, 1989, c. 436]).
Кроме того, что также отмечено выше, для утверждения направления по искусственному синтезу минералов внутри института науки необходимы были и ориентации, задаваемые более или менее адекватными знаниями о путях естественных процессов минералообразования, совершающихся в неживой природе. Сведения о генезисе минералов в связи с их химическим составом и физическими условиями (температурой, давлением) появляются в работах ученых середины XIX в., среди них работы Д.И.Соколова, Г.Ф.Фольгера, В.Гайдингера (см.: [Соколов, 1825; Хайдингер, 1845; Фольгер, 1854]). Именно с этого времени отмечается разработка методов синтеза минералов на основании учета возможных условий их образования. Такой подход присутствует в работах Ж.Ж.Эбельмана, Ж.М.Дюрше, А.Добре, А.Сенарона [Майер, 1989, c. 436]. Этапной работой, обобщающей разнообразные аналитические и синтетические подходы в области взаимосвязей химии и минералогии, можно назвать монографию Р.Браунса “Химическая минералогия” (1914 г.), которая, по словам Ф.Левинсона-Лессинга, приведенным в предисловии к этой книге, “...не только представляет наиболее полное и научное сочинение по химической минералогии, интересное для минералогов, но и заслуживает внимание со стороны химика, петрографа и специалиста по рудным месторождениям” [Браунс, 1904].
Замечание об “интересе для химика” можно отнести, скорее всего, к тому, что в данной книге приведена специальная глава “Воспроизведение минералов” [там же, с. 229—276], в которой ряд рассуждений автора мы можем отнести к специально-методологическим. Так, он отмечает, что воспроизведение минералов, за исключением воспроизведения драгоценных минералов, имеет главным образом научные цели. Одна из таких целей — установление основных составляющих природных минералов путем синтеза их аналогов, т.е. можно сказать, что это решение научных задач идентификации методом “химического моделирования”. В этой связи Браунс замечает: “Нередко дело идет лишь о том, чтобы получить совершенно чистые кристаллические соединения (дело идет лишь о научной, а не практической задаче. — В.К.), определить точно их состав и этим установить, какие составные части в соответствующем минерале являются посторонними и несущественными” [Браунс, 1904, c. 229]. Нетрудно заметить здесь перенос методологического подхода аналитической химии, когда задачи идентификации, установления состава и структуры неизвестного соединения решаются в следующей последовательности: гипотетическая структура — синтез — идентификация.
Другой важнейшей научной задачей работ по искусственному синтезу минералов Браунс считает моделирование естественных путей генезиса (синтеза) минералов в природе. В связи с этим он замечает: “Когда, наконец, делается попытка объяснить происхождение минералов в природе, то следует стремиться воспроизвести, по возможности, те процессы, которые, по нашему предположению, привели к образованию этих минералов. Можно сказать, что данном случае говорится о технологической верификации естественнонаучных знаний.
Так, в качестве реактивов можно применять только те соединения, которые действительно встречались на Земле, и между ними в частном случае можно выбирать те, которые по нахождению минерала и по природе сопровождающих его минералов принимали участие в образовании соответствующего минерала” [Браунс, 1904, c. 213]. Приведенные рассуждения Браунса можно рассматривать как пример специально-научной методологии, развиваемой в рамках специальной научной литературы.
Отметим, что в целом в XIX в. работы по искусственному синтезу минералов сложились уже в заметное направление естественнонаучной и технологической деятельности (см., напр., [Браунс, 1904; Чирвинский, 1903]). В ХХ в. уже накопился достаточный объем научной информации о геохимических процессах образования минералов, указывающей на пути получения редких и драгоценных минералов на основании моделирования тектонических структур. Первые экспериментальные работы по синтезу алмазов из углеводородов были описаны в 1911 г. [Дерягин, 1977, c. 3]. Однако первый успешный синтез алмазов в искусственных условиях был проведен в 1954 г. почти одновременно в США и Швеции при давлении 50 000 бар и температуре 2000° С [Поллер, 1982], т.е. в условиях, близких к естественным условиям алмазообразования в земной коре [Яншин, 1984, c. 66]. Результатом подобных работ, моделирующих естественные геохимические процессы минералообразования, стали синтезы в искусственных условиях изумрудов, опалов и других минералов [там же, с. 66]. В силу сложившегося подхода исследовательские работы по синтезу редких минералов оказываются в прямой взаимосвязи с уровнем и достоверностью научных знаний о путях синтеза соответствующих минералов в природе. На этот счет существует много предположений и рабочих гипотез (см., например, об алмазах работы [Васильев, 1968, с. 373]), в том числе рассматриваются условия образования алмазов в космических телах — метеоритах [Вдовыкин, 1970].
Указанный путь моделирования природных условий синтеза оказался эффективным, так как позволил создать технологию получения минералов без детальных знаний механизмов минералообразования.
По этому пути на основе нитрида бора при сверхвысоких давлениях и высоких температурах (100 000 бар и 20000 C) удалось получить борсодержащее вещество, превосходящее по твердости алмаз — боразон [Поллер, 1982, c. 159], т.е., воспроизводя естественные условия синтеза минералов (“естественную технологию”), химия обрела возможности получать новые вещества с особыми свойствами. В результате такой работы по синтезу редких и драгоценных минералов сейчас в искусственных условиях (часто уже отклоняющихся от воспроизведения естественных) получают алмазы, сапфиры, рубины, гранаты, кварц и другие природные минералы (см., напр., [Безруков, 1976; Николаев, 1981; Поллер, 1982; Синтез, 1987; Элуэлл, 1981]). При этом наметилась тенденция поиска путей синтеза драгоценных минералов не по пути копирования исторически имевших место природных условий, которые, как правило, относятся к проблемам химии экстремальных состояний, а в условиях, которые уже планируются на основе общих физико-химических знаний. В частности, в настоящее время найдены пути синтеза алмазов при давлении 6000 бар и температуре 300° С [Наука, 1989, c. 27].
Исследования по искусственному синтезу минералов, движимые “минералогическим идеалом”, оказались пограничной предметной областью химии, минералогии и других наук. Они явились результатом развития многих разделов химии и геологии, изучающих процессы генезиса минералов в естественных условиях.
Результатом такого направления междисциплинарных исследований стало обогащение как минералогии (моделирование и критическая проверка знаний об условиях минералообразования в естественноисторических условиях эволюции Земли), так и химии (особенно химии экстремальных состояний).
В отношении моделирования естественных процессов между взаимодействием химии и биологии, с одной стороны, и химии и геологии — с другой, можно отметить “инверсную аналогию” в исторических тенденциях развития исследовательских направлений химического синтеза природных тел.
В органической химии вначале получали вещества, аналогичные продуктам биосинтеза живой природы в достаточно жестких условиях, не соответствующих ферментивным энергетически выгодным процессам в живых организмах, и лишь позднее стали приближаться к оптимальным условиям, реализуемым в живой клетке.
В неорганической химии, наоборот, вначале синтез минералов осуществлялся в экстремальных условиях, близких к естественным, и лишь позднее стали разрабатываться пути синтеза минералов в более мягких, чем природные аналоги, условиях. Однако первый и второй случаи связаны общей тенденцией развития науки и техники в направлении экономически и технически оптимальных результатов.
“Физико-химический идеал” в биологии и “биологический идеал” в химии
Активные регуляционные функции познавательных идеалов в развитии процесса взаимодействия химических и биологических знаний — весьма характерная черта процесса взаимодействия химии и биологии.
В период алхимии, простирающийся от греко-египетского до западноевропейского ее вариантов, т.е. вплоть до XVI в., важнейшими целевыми установками деятельности алхимиков были, как известно, задачи нахождения рецепта приготовления золота (“философского камня”), эликсира долголетия и универсального растворителя. Эти три задачи в комплексе, очевидно, и можно назвать познавательными идеалами алхимического этапа, т.е. высшими целями, определявшими направленность практически всей экспериментальной деятельности и теоретизирования химиков (алхимиков) значительного исторического периода.
Действенность названных идеалов алхимического периода как факторов развития научного знания определялась, как думается, тремя основными причинами: достижение таких идеалов (целей) было престижным и сулило большие материальные выгоды; идеалы эти были явно глобального свойства (что поддерживало духовный познавательный интерес естествоиспытателей того времени, психологически не готовых для деятельности по решению частных и узких задач коллективной науки — задач большинства современных ученых); идеалы эти были (как мы сейчас знаем) недостижимыми.
Названные особенности идеалов алхимии, скорее всего, и определили интенсивность, разнообразие и большую историческую продолжительность алхимического экспериментирования и творчества (несмотря на трудоемкость и опасность такой работы как с технической, так и с религиозно-идеологической стороны). Анализируя ситуацию этого большого периода, мы должны признать, несмотря на все оговорки, что все же, если поиски “философского камня” и универсального растворителя были направлены на решение задач химического свойства, то получение эликсира долголетия — задача получения (на современном языке) биологически активного вещества. Отсюда эликсир долголетия — исторически первый “биологический идеал” в химии, определяющий направление деятельности химиков через иатрохимию (лекарственную химию) к биологии в целом.
Начиная с XVI в. идеалы алхимии стали вырождаться, а вместе с ними — и алхимическая традиция освоения природы. Вырождение идеалов алхимии не было, конечно, связано с их достижением (и снятием по этой причине); наоборот, в среде передовых ученых утвердилось убеждение о принципиальной неосуществимости и, следовательно, ложности идеалов алхимии. Такой переориентации, как хорошо известно, способствовали значительные сдвиги в социально-экономической обстановке: расширение торговой деятельности, становление техники и технических знаний, ренессанс в искусстве, а также положительное знание, накопленное при испытаниях природных объектов в самой алхимии (развитие технической химии и металлургии, создание экспериментальных инструментов и методов) [Джуа, 1966, c. 51—53].
В результате этого в области наук о природе были дискредитированы такие идеалы алхимии, как “философский камень” и универсальный растворитель. Третий же идеал алхимии — эликсир долголетия — не был дискредитирован полностью. Действительно, определенные успехи (хотя и не все достоверные с современных позиций) в изменении состояния здоровья людей при применении химических препаратов, безусловно, имели место.
Так, помимо препаратов растительного происхождения (получаемых перегонкой или экстракцией), часть из которых была известна с глубокой древности, начиная с работ Василия Валентина, алхимика XV—XVI вв., стали применяться неорганические препараты — продукты препаративной химии, например сурьмяные и ртутные (см., напр., [Сборник, 1980, c. 204; Майер, 1989, c. 42]). Идея создания эликсира долголетия к XVII в. уже, однако, нуждалась в трансформации как несоответствующая сложившемуся к этому времени уровню науки и культуры в целом.
Такой “трансформированный идеал”, который также можно назвать “биологическим идеалом” в химии, сформулировал Теофраст Парацельс, утверждая, что “настоящая химия заключается не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств”.
Эти слова Парацельса (см.: [Джуа, 1966, c. 61]) характеризуют начало нового периода развития химии в рамках преимущественно иатрохимии. Если учитывать, что многие цели иатрохимиков были вполне практическими и реальными (не всегда идеалами как высшими целями), то об иатрохимии можно говорить как о периоде развития химии под регуляционным влиянием “биологической идеологии” (в широком понимании биологии, включающей и смежные медицинские науки: физиологию, фармакологию и т.п.).
Поскольку в истории развития естествознания период иатрохимии занимает XVI—XVII вв., можно отметить, что с древнейших времен до XVII в. химическое знание сначала частично, а затем полностью направлялось “биологическими идеалами” или регулировалось “биологической идеологией”.
Таким образом, на начальных этапах становления взаимодействия химии и биологии этот процесс был обусловлен не столько раскрывающимися объективными объект-предметными связями, сколько факторами социального (социальный заказ) и духовного (познавательный, творческий интерес) свойства.
Небезынтересно отметить, что в период алхимии и иатрохимии химики ориентировались в своих изысканиях на идеалы и цели, путь к которым был весьма неопределенным, поэтому ученые двигались к намеченным целям, словно путники в тумане: зная пункт назначения, но не видя дороги. В результате алхимики и иатрохимики получили разнообразные результаты, эмпирический материал, составивший основу для становления новой химии в XVII—XVIII вв.
Кроме того, характерный для ранних этапов развития химии “биологический идеал” явился, вероятно, одним из истоков стойкой в будущем традиции ориентации химических исследований на биологические объекты и химического знания на биологическое знание.
Следующий после иатрохимии этап развития химии (“новая химия”) относится к XVII—XVIII вв. Начинающийся со становления химии газов, теории флогистона, корпускулярных представлений, а затем продолжившийся в учении об элементах, кислородной теории и т.п. этот этап характеризуется утратой “биологического идеала” в химии как центрального и заметного. Для него характерен поворот к идеалам, задаваемым физикой и особенно механикой, их строгостью и точностью (что подробно обсуждалось выше).
Р.Бойль так описал новый поворот в ориентации химических исследований (утверждая тем самым новую идеологию в институте химии): “Химики до сих пор руководствовались чересчур узкими принципами, не требовавшими широкого умственного кругозора; они усматривали свою задачу в приготовлении лекарств, извлечении и превращении металлов. Я смотрю на химию с совершенно иной точки зрения, я смотрю на нее не как врач, не как алхимик, а как должен смотреть на нее философ (т.е. как ученый. — В.К.). Я начертил здесь план химической философии, который надеюсь выполнить и усовершенствовать своими опытами и наблюдениями” [Джуа, 1966, c. 87—88].
Таким образом, в химии утверждались новая “физико-математическая идеология” и соответствующие ей познавательные идеалы. Характерно, что эти идеалы не имели, как ранее, практической значимости, они ориентировали химиков на приращение духовно-познавательных ценностей химической науки — строгого и теоретически стройного химического знания, в первую очередь в союзе с физикой и математикой. Эти цели были реализованы в основном в XVIII в. в работах А.Лавуазье и многих других естествоиспытателей.
Становление основ научной экспериментальной и теоретической химии в XVIII в. и начале XIX в. — учения об элементах и атомно-молекулярном строении вещества, весового метода и методов газовой химии, учения о тепловых эффектах химических реакций и т.п. — создало экспериментально-теоретический фундамент для качественно нового этапа взаимодействия химии и биологии в XIX в.
В первой половине XIX в. в институте химии стали зарождаться и выделяться в качестве особых направлений (научных дисциплин) многие пограничные области: электрохимия, учение о катализе, минералогическая химия, термохимия, а также такие крупные направления, как неорганическая и органическая химия. Можно отметить, что в этот период химическое сообщество быстро дифференцировалось по отдельным направлениям, задаваемым различными предметными областями, методами, целями. В каждой новой химической дисциплине появились собственные цели и идеалы. В контексте этой части наибольший интерес представляет, конечно, органическая химия, поскольку именно в системе знания органической химии сохранился “биологический идеал” и стала формироваться система знаний для последующего утверждения в биологии “химического идеала” и “химической идеологии”.
Предпосылки для формирования органической химии в качестве отдельной научной дисциплины стали, очевидно, зарождаться с давних времен в связи с тем, что ученые начали разделять вещества на землистые (минеральные) и животные или растительные (органические). Когда было проведено подобное простейшее разделение, установить конечно, невозможно; по некоторым данным — с X в. [Каримов, 1957, c. 60]. Однако органическая химия как одна из наиболее сложных по своему объекту химических дисциплин не могла возникнуть до того, как в химии был создан арсенал экспериментальных и теоретических знаний, препаративных и аналитических методов, достаточных для исследования и синтеза органических соединений, т.е. до начала XIX в.
К тому же господствовавшая тогда “виталистическая идеология” тормозила исследовательскую деятельность в направлении познания объектов живой природы физико-химическими методами. Эффективная деятельность вне такой идеологии могла быть осуществлена не на теоретико-идеологи- ческом фронте научных спекуляций, а в результате получения достоверных научных данных, основанных на эксперименте. Это вполне можно утверждать, учитывая превосходство “идеологического давления” натурфилософских виталистических представлений над альтернативными.
С конца XVIII в. экспериментальный и теоретический базис химии способствовал уже достаточно широкой постановке работ по исследованию веществ животного и растительного происхождения, особенно известных химикам органических спиртов, кислот, эфирных масел, мочевины и др. В 1807 г. Я.Берцелиус предложил вещества, типичные для живой природы (оливковое масло, сахар и т.п.), называть органическими, а вещества неживой природы (вода, соли и т.п.) — неорганическими. Сам Я.Берцелиус придерживался виталистических позиций, например, даже в 1833 г. он все еще утверждал, что органические вещества нельзя получать синтетически и только “жизненная сила” способна осуществить такой синтез (см., напр., [Джуа, 1966, c. 230]).
В то же время первичный сдвиг в направлении ослабления виталистических позиций (определяющий возможность утверждения “биологического идеала” в химии) произошел. Хорошо известно, что в 1828 г. Ф.Вёлер, нагревая цианат аммония, обнаружил кристаллы мочевины, т.е. органическое вещество, впервые полученное в искусственных условиях методами препаративной химии. Эта работа уже сама по себе устанавливала новый “биологический идеал” в химии — идеал синтеза в искусственных условиях веществ, аналогичных продуктам живой природы. Заметим, что данный идеал еще не связан с биологией как наукой прямым образом и “биологическим” он называется по природе объекта — цели химического синтеза и исследований структуры.
В результате такого движения отмечается прогрессивное развитие органической химии, особенно в ее основной синтетической части. В 1845 г. Г.Кольбе синтезировал уксусную кислоту, причем он получил ее таким методом, чтобы можно было проследить все этапы синтеза, начиная с исходных элементов: углерода, водорода, кислорода. В 50-е гг. XIX в. М.Бертло синтезировал уже множество типичных органических соединений: метанол, метан, ацетилен и др. При характеристике данного периода историки отмечают: “Химики не видели особой пользы от получения соединений, отсутствующих в живой природе или не связанных с ними генетически. Либих считал такое направление бесполезным, другие химики — ложным” [Быков, 1978, c. 289].
Можно констатировать, что к середине XIX в. в сознании химиков укрепилось убеждение о возможности исследований и синтеза сложных по структуре веществ, аналогов химическим соединениям живых объектов. Вместе с этим можно говорить об окончательном утверждении в химии своеобразного “биологического идеала”, который уже не был общехимическим идеалом и функционировал как фактор, регулирующий научную деятельность в рамках частной дисциплины — органической химии. Такой идеал явился инвариантом, позволяющим выделить органическую химию как особую область в системе естественных наук.
В 1853 г. Ш. Жерар, выделяя органическую химию в системе естествознания именно по основной цели, писал, что “задачей органической химии является исследование методов синтеза органических веществ вне живого организма” [Фаерштейн, 1968, c. 143]. Рассматривая здесь вопрос с точки зрения общих тенденций взаимодействия химии и биологии, отметим, что описанные выше процессы стали одними из решающих для становления взаимодействия этих наук на новых этапах в будущем. Действительно, те задачи, которые решались в органической химии на начальных ее этапах, т.е. до середины XIX в.: анализ элементного состава и строения органических соединений (соединений живой природы), искусственный синтез их аналогов (синтез вне биосинтетического аппарата живых организмов), и составляют предмет и методы современной пограничной науки “биоорганическая химия”. Если бы приблизительно с середины XIX в. предметная область химии (которая стала определяться как химия соединений углерода — Гмелин, 1888; Кекуле, 1861) и ее целевые установки не расширились, то введение в ХХ в. нового названия “биоорганическая химия” не потребовалось бы.
Как хорошо известно, методолого-теоретический инструментарий органической химии сформировался в процессе “классического периода” становления теорий химического строения, завершившегося теорией, созданной А.М.Бутлеровым в 60-е гг. XIX в.
Органическая химия, таким образом, прошла следующие этапы развития: выделение некоторых веществ живой природы и определение их элементного состава — до конца XVIII в. (вне регуляционных функций “биологического идеала”); синтез веществ, только аналогичных веществам живой природы, и изучение их состава и структуры — до середины XIX в. (с регуляционными функциями “биологического идеала”); исследования и синтез любых соединений углерода с расширенным пониманием органического соединения уже не обязательно как аналога соединениям живой природы — с середины XIX в.
При характеристике описанного этапа в связи с проблемами взаимодействия наук существенно подчеркнуть, что начальные этапы становления органической химии были обусловлены объективной объектной взаимосвязью химии и биологии с осознанием химиками живой природы объектов их исследования. В то же время это только предполагало взаимодействие химии и биологии как научных дисциплин в будущем, поскольку молекулярные образования живой природы со специфической структурой и функциями вошли в предметную область биологии (точнее ее пограничных областей) позднее. Наметившаяся в данной области знания новая предметная пограничная область обусловила реальные процессы синтеза и интеграции химических и биологических дисциплин на молекулярно-клеточном уровне лишь в ХХ в.
К этому времени биология “сверху” подошла к проблеме исследования субклеточных компонентов (движение биологического знания к субклеточному уровню: клетка — Гук, 1665; ядро — Броун, 1831; клеточная теория — Шледен, Шванн, Моль, середина XIX в.; клеточные органоиды — Э. ван Бенден, К.Бенда, Ф.Менес, К.Гольджи и др., конец XIX в.), а органическая химия совместно с другими химическими дисциплинами “снизу” подошла к уровню, достаточному для исследований биомолекул и их функций. Последнее реально произошло уже в ХХ в. в связи с детальными исследованиями синтетических и биополимеров.
Таким образом, органическая химия — химия углерода, являясь по своей объективной природе химией живых организмов, вне прямого и непосредственного взаимодействия с биологией сформировала экспериментальную и теоретическую базу для многих пограничных разделов естествознания, относимых к биофизико-химической пограничной области. Многие разделы органической химии, ведомой “биологическим идеалом”, разрабатываемые вне связи с какими-либо “заказами” со стороны биологической науки в XIX—ХХ вв., определили активное взаимодействие наук, которое выразилось в формировании биохимии, молекулярной биологии, биоорганической химии и их прикладных разделов в сфере биотехнологии.
В данном разделе мы также рассмотрим проблему с точки зрения функций “химического идеала” в биологии и соответствующей ему “химической идеологии” в биологии. Поскольку наш философско-методологический анализ осуществляется в неразрывной связи с историко-логическим процессом реконструкции развития естествознания в пограничных областях, мы, пользуясь приведенными выше материалами, можем отметить, что до ХХ в. химические методы в биологии (именно в биологии как науке, специальной дисциплине в институте науки) могли находить применение при исследовании объектов биологии соответствующего ей уровня предметного рассмотрения. Таким уровнем биологии до ХХ в. были отдельные органы и организмы в целом (растительные и животные), но еще не молекулярные процессы внутриклеточного биосинтеза, наследственного кодирования, регуляции и т.п. Вследствие этого обстоятельства мы вплоть до конца XIX в. находим формы “химической идеологии” в биологии и соответствующие исследования в области физ<