В основе представления о химическом способе объективно-реального существования и развития лежит понятие химической реакции. Претерпев большую эволюцию в истории науки, это понятие находится в центре теоретических представлений современной химии. В понятии реакции химический способ объективно-реального существования и развития определен применительно к отдельным превращениям. Химическая реакция — относительно самостоятельное превращение, связанное с некоторым конечным числом реагирующих субстратов. На уровне понятия реакции не раскрывается целостная природа и направленность объективно-реального существования и развития ХФМ. Это делает необходимым перейти к более обобщенным и широким понятиям.
Прямой субстратный синтез как интегральное направление химического развития
Химический процесс есть единство синтеза (ассоциации) и распада (диссоциации). Поскольку химический синтез приводит к усложнению веществ, он является химической формой прогресса, а диссоциация — химическим проявлением регресса. Если химический способ развития рассматривать только на уровне отдельных реакций, то может возникнуть представление о равенстве, равносильности процессов синтеза и распада. Однако более глубокий, целостный, системный подход к совокупному миру химических превращений дает основания для вывода, что общим интегральным направлением химических превращений является прямой субстратный синтез. Коренная особенность такого синтеза состоит в том, что переход в новое, высшее качество, новую сущность не может быть осуществлен отдельным самостоятельно существующим субстратом. Для такого перехода отдельный химический субстрат нуждается в другом субстрате. В химическом развитии новое качество, новая сущность выступают как паритетный результат двух или более химических субстратов.
Существуют три основных вида химического субстратного синтеза: элементарный, каталитический и информационный, выясняется коренная особенность химического субстратного синтез состоящая в том, что переход в новое качество не может осуществлен отдельным самостоятельно существующим субстратом, поскольку он не обладает достаточным богатством внутреннего .содержания и нуждается в существенном дополнении другим. В химическом развитии новое качество выступает как паритетный результат двух или более субстратов. По мере развития химического в направлении к живому усиливается процесс субстанциализации, заключающийся в обогащении внутреннего содержания отдельного химического субстрата как «субъекта изменений» (Маркс), повышении его роли в развитии химической формы материи как целого.
Субстратный синтез не является исключительном достоянием химической формы материи, – он существует также в физической форме, где выражен в четырёх основных видах, связанных о основными видами физического взаимодействия: гравитационным, слабым, электромагнитным и сильным. Субстратный синтез выступает в качестве общего для физической и химической форм материи способа объективно-реального существования и развития, однако он обладает в них своей существенной спецификой. Физические синтезы – суть масс-энергетические, т. е. синтезы, в которые непосредственно вовлечены масса и энергия как два важнейших свойства физической формы материи. Химический субстратный синтез — прежде всего над-массэнергетический синтез, хотя он и происходит с помощью физического (электромагнитного) синтеза, связанного с изменением внешней электронной оболочки атомов. В отличие от «суммарного» и «массового» характера физического синтеза (в особенности наиболее универсального — гравитационного), химический синтез имеет высокоизбирательный характер, ибо происходит по законам химического сродства. Благодаря сродству, проявляемому качественно различными элементами друг к другу, химический синтез есть не просто притяжение субстратов, но их взаимное изменение с потерей ряда прежних и приобретением новых общих свойств. Это синтез избирательно взаимодействующих качеств.
Химический субстратный синтез включает особый, специфически химический механизм — катализ, т. е. способность ускорения химических превращений. В химической форме материи, таким образом, возникает своеобразная способность многократного самоускорения движения и развития.
Химический субстратный синтез — высшая и предельная форма субстратного синтеза в природе. Как способ развития, субстратный синтез связан с относительно простыми субстратами и с определенного уровня сложности становится невозможным. Это объясняется уже тем, что более сложные субстраты обладают большой автономностью и не могут объединяться.
Детерминанты направленности химической эволюции
Направленность химической эволюции является прежде всего выражением, всеобщей направленности, определяющей всю бесконечную последовательность основных форм материй, вплоть до человека. Так как химическое возникает на физического и существует на его основе, химическая направленность опирается на исходные для нее физическую направленность и направленность, заложенную в химических элементах. Последние заключает в себе тенденцию к соединению, к прямому субстратному синтезу и в этом смысле направленность развития является «априорной» по отношению к химической эволюции. На каждой ступени химической эволюции направленность развития дооформляется и развивается в ходе субстратных синтезов в этом плане выступает уже как «апостериорная».
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.
В разработанной А.П. Руденко теории саморазвития открытых каталитических систем объектом химической эволюции рассматривается не молекула, а каталитическая система, включающая взаимодействующие молекулы, катализаторы и химическую среду. Основным показателем развития каталитической системы является абсолютная каталитическая активность, рост которой служит основой эволюционных изменений каталитической системы, ее усложнения, которое происходит с нарастающей вероятностью.
Паритетность химических синтезов является относительной, ибо химические элементы неравноценны по своему химическому содержанию и, следовательно, эволюционному потенциалу. Поскольку наиболее богатым химическим элементом является углерод, с ним связано магистральное направление химической эволюции. Атомы углерода образуют так называемую полипептидную связь, последовательность сотен тысяч атомов углерода, к которой могут присоединяться любые другие химические атомы и их группы. Химическая эволюция приводит к появлению такого химического субстрата, который получает все более богатое химическое содержание и становится основой химической эволюции, приобретает автономность и устойчивость. Субстратный синтез теряет при этом свой прежний «паритетный» характер, постепенно исчерпывает себя, а развивающийся химический субстрат становится все более способным к самостоятельной эволюции, к саморазвитию. Важнейшим свойством такого субстрата оказывается самосохранение, которое осуществляется благодаря тому, что химическая диссоциация превращается в средство поддержания синтеза, поддержания целостности автономного субстрата. Когда химический процесс оказывается таким образом «замкнутым на самого себя», т.е. становится средством поддержания целостности материальной системы, химический субстрат превращается в живую материю, а химический процесс становится жизненным процессом. По глубокому замечанию Ф. Энгельса, жизнь — это самосохраняющийся химический процесс. Жизнь, таким образом, является закономерным и необходимым результатом химической эволюции природы.
Направленность химической эволюции на живое осуществляется посредством двух основных механизмов: химической изменчивости и химического отбора, которые по мере приближения химического к критическому периоду (скачку) усложняются, накапливают в себе потенциальное биологическое содержание. Изменчивость, как и отбор, не носит чисто случайный характер, а имеет определенные «каналы», направленность, что, разумеется, не исключает случайности в предмутацноннсм процессе.