قضیه فلسفه شیمی

متأسفانه فلسفه‌ی شیمی را در بیشتر نوشته‌های معاصر فلسفه‌ی علم نادیده گرفته‌اند. این مقاله ادعا می‌کند که این غفلت مایه‌ی تأسف است و می‌توان از عطف توجه فلسفی بیشتر به مجموعه‌ی مباحثی که فلسفه‌ی شیمی تعریف می‌کند نکات بسیار آموخت. [در این مقاله] نقش احتمالی این حوزه در مباحث فعلی از قبیل تقلیل، قوانین، تبیین و فراآیی بررسی می‌شود، زیرا می‌توان بینشی را که حاصل چنین پژوهشی است در فلسفه‌ی ذهن و فلسفه‌ی علوم اجتماعی به کار برد. بخش نخست مقاله را می خوانیم.
● مقدمه
حتی مروری گذرا بر نوشته‌های معاصر در حوزه‌ی فلسفه‌ی علم، نکته‌ی جالبی را آشکار می‌سازد: هر چند «فلسفه‌ی فیزیک» و «فلسفه‌ی زیست‌شناسی» هر یک شاخه‌های جداگانه‌ای دارند، اما یک علم بنیادی هست که از قلم افتاده است. چرا فلسفه‌ی شیمی وجود ندارد؟
البته نوشته‌های کمی در مورد مسائل فلسفی خاص در شیمی وجود دارد و گاهی حتی مقاله‌ای هم هست که «فلسفه‌ی شیمی» در عنوان آن آمده است. در واقع، اخیراً در این عرصه شاهد بوده‌ایم که شماره‌ی ویژه‌ای از نشریه Synthese (۱۹۸۶) (۱) به نشستی در باب این موضوع اختصاص یافته و در مورد فلسفه‌ی شیمی در جلسه‌ی دوسالانه‌ی اتحادیه فلسفه‌ی علم (۱۹۹۴) نشستی برگزار گردیده است(۲).
هر چند کیفیت نوشته‌هایی که تا کنون منتشر شده بسیار خوب است، اما کمیت آن هیچ تناسبی با نوشته‌های مربوط به فلسفه‌ی فیزیک و فلسفه‌ی زیست‌شناسی ندارد و آن چه تا کنون منتشر شده، اغلب فیلسوفان علم را در مورد حقانیت شیمی به مثابه‌ی عرصه‌ای که مورد بررسی فلسفی قرار گیرد متقاعد نکرده است. یعنی حتی اگر کسی ادعا کند زیررشته‌ی کوچکی به نام «فلسفه‌ی شیمی» هم در فلسفه‌ی علم وجود دارد، حتی کسانی که در این رشته مشغول هستند اذعان خواهند کرد که این زیررشته هنوز در مرحله‌ی نوزادی خود به سر می‌برد یا دست کم در مرحله‌ی «پیش‌پارادایمی» خود است. و شاید بدیهی‌تر از آن، این نکته باشد که نوشته‌های فلسفی در مورد وجوه مختلف شیمی بسیار پراکنده‌اند، به ویژه اگر این نکته را در نظر بگیریم که فیزیک، شیمی و زیست‌شناسی سه ارباب حاکم در قلمرو علوم طبیعی هستند. باید نتیجه گرفت که مجموعه‌ی موضوعاتی که طبعاً با «فلسفه‌ی شیمی» مربوط می‌سازیم دست کم به شدت نادیده گرفته شده‌اند.
اما چرا؟ آیا علت آن است که فیلسوفان هیچ سخن جالبی ندارند که در باره‌ی شیمی به مثابه‌ی یک رشته‌ی علمی بگویند؟ یا شاید شیمی فی‌نفسه و به تنهایی به مثابه‌ی منبع جالبی برای دغدغه‌های سنتی فیلسوفان علم چندان مفید نیست؟ یا شاید، به احتمال بیشتر، این پیشداوری در میان است که با توجه به رابطه‌ی منحصربفرد شیمی با فیزیک، هر موضوع فلسفی جالبی که ممکن است در نتیجه‌ی مطالعه‌ی شیمی بروز کند، فقط حاصل حوزه‌ی مورد توجه جاری و جالب‌تری در فلسفه‌ی فیزیک است(۳)؟ یعنی درست همان گونه که بسیاری معتقدند شیمی را می‌توان به طور کامل به فیزیک تقلیل داد، شاید معتقد باشند که فلسفه‌ی شیمی را هم می‌توان به طور کامل به فلسفه‌ی فیزیک تقلیل داد.
اما حتی اگر کسی اتفاقاً معتقد باشد که تمام نکات جالب در مورد شیمی به مثابه‌ی موضوعی فلسفی در سایه‌ی مسائل فلسفه‌ی فیزیک قرار گرفته‌اند، باز هم چنین موضعی نیاز به انگیزه دارد. یعنی، باید آدمی اطمینان بیابد که منابع مسائل فلسفی احتمالی در درون شیمی دست کم از سوی فیلسوفان فیزیک شناسایی شده‌اند، و سپس باید نشان دهد که می‌توان این منابع را به راحتی و به دلیل آن که این موضوعات قبلاً در سطحی بنیادی مورد بحث قرار گرفته‌اند، رها کرد. اما بررسی نوشته‌های معاصر در زمینه‌ی فلسفه‌ی علم به آدمی چنین اطمینانی نمی‌بخشد. در واقع، اصلاً نیازی به بررسی سایر حوزه‌های مشابه شیمی برای یافتن منابع فلسفی نیست. تا زمان ظهور فلسفه‌ی زیست‌شناسی که تقریباً در همین اواخر بود، فلسفه‌ی علم خود تحت حاکمیت فلسفه‌ی فیزیک قرار داشت و به نظر می‌رسد این فلسفه را نیز مسائل مکانیک کوانتومی، نسبیت و جا-گاه آکنده باشد (Hull ۱۹۷۹, Cartwright ۱۹۷۹).
اما با توجه به جایگاه منحصر بفرد شیمی بین فیزیک و زیست‌شناسی در سلسله مراتب سنتی علوم طبیعی، آیا منطقی نیست که فرض کنیم شیمی ممکن است مجموعه‌ی موضوعاتی را مطرح سازد که شایسته‌ی توجه فلسفی بیشتری باشند؟ در واقع، می‌توان گفت که شیمی سنتاً علمی بوده است و هنوز هم هست که با ماهیت عناصر و ماده سر و کار دارد که پرسش‌های فلسفی سنتی هستند. این نکته که مطالعه‌ی ماده در قرن بیستم از دست شیمیدانان بیرون آمد و در اختیار فیزیکدانان نظری قرار گرفت، نباید ما را زیاد گمراه کند. غلتیدن به چنین دامی به طور مضاعف خطا است، زیرا، اول، فیزیک هنگامی که به بررسی ساختار کِهین ماده می‌پردازد، جایگاه شیمی را غصب کرده است و دوم به آن دلیل که این امر مصادره به مطلوبِ موضوعِ تقلیل شیمی است که ما ادعا می‌کنیم یکی از حوزه‌های اصلی است که توجه فلسفی به شیمی باید به سوی آن هدایت شود. و حتی اگر کسی متقاعد شده باشد که شیمی در نهایت به فیزیک تقلیل‌پذیر است، باز هم خود شیمی از میان نمی‌رود. پس چرا فلسفه‌ی شیمی از میان برود؟
در این مقاله ادعا خواهیم کرد که فلسفه‌ی شیمی به جای خود حوزه‌ی مطالعاتی مهمی در درون فلسفه‌ی علم است، و بر آن هستیم که برخی از موضوعات مهم شیمی را که، به اعتقاد ما، شایسته توجه فلسفی بیشتری هستند، شناسایی کنیم. به علاوه، ادعا خواهیم کرد که بینش‌هایی که با مطالعه‌ی فلسفه‌ی شیمی کسب می‌گردد ممکن است برای بحث‌های سنتی‌تر در درون فلسفه‌ی علوم خاص مفید باشند. در پایان مقاله، کتاب‌شناسی جامعی در زمینه‌ی آثاری که تا کنون منتشر شده‌اند و می‌توان آن‌ها را تحت نام «فلسفه‌ی شیمی» قرار داد ارائه خواهیم کرد، به امید آن که بحث فلسفی با آگاهی از آن چه تا کنون انجام شده، پیشتر برده شود.
● تقلیل‌گرایی
شاید به دلیل رابطه‌ی وجودشناختی منحصر بفردی که میان شیمی و فیزیک وجود دارد، موضوع تقلیل‌گرایی مناسب‌ترین جا برای شروع تحلیل ما باشد. در واقع، به دلیل نزدیکی این رابطه است که بسیاری از فیلسوفان علم فرض می‌کنند که تقلیل شیمی به فیزیک هم ساده و هم گریزناپذیر است. اما آیا شیمی چنین نمونه‌ی پارادایم‌گونه‌ای برای تقلیل‌گرایی است؟ و اگر چنین است، چرا بسیاری از شیمیدانان (و حتی فیزیکدانان) از این که مسائل شیمی را تحت‌الشعاع مسائل فیزیک قرار دهند، اکراه دارند؟ یا آیا رابطه‌ی شیمی و فیزیک موردی را مشخص می‌سازد که در آن به رغم وابستگی وجودشناختی، ما مایل هستیم که استقلال معرفت‌شناختی و تبیینی موضوع اصلی خود را حفظ کنیم؟
البته در این جا باید بحث را با بیان مراد خود از اصطلاح مبهم «تقلیل» و مسائلی که به اعتقاد ما با آن روبرو است، آغاز کنیم(۴). نخست، در وهله‌ی اول ما نگران وابستگی وجودشناختی شیمی به فیزیک نیستیم. همان گونه که گفته شد، ما معتقدیم که وابستگی وجودشناختی شیمی به فیزیک نکته‌ای است که تقریباً از قبل معلوم است. اما، توجه ما به تقلیل معرفت‌شناختی شیمی به فیزیک و به این سؤال است که آیا توصیف فعلی از شیمی را می‌توان به بنیادی‌ترین توصیف جاری ما از فیزیک، یعنی مکانیک کوانتومی و پیامدهای تبیینی آن تقلیل داد(۵).
بحث در مورد تقلیل در فلسفه‌ی علم تاریخی بلند و داستانی دارد و بحث در مورد کفایت تبیین‌های مختلف آن هنوز ادامه دارد(۶). دیدگاه کلاسیک و هنوز وسیعاً پذیرفته شده در مورد تقلیل‌گرایی را ارنست نیگل (Ernest Nagel) در کتاب خود «ساختار علم»(۷) ارائه کرده است. تقلیل نیگلی عبارت است از اصل موضوعی‌سازی هر دو نظریه‌ی مورد بحث و بررسی این نکته که آیا روابط صوری معینی میان روایت‌های اصل موضوعی‌شده‌ی این نظریه‌‌ها وجود دارد. نخست، روشن نیست که قوانین شیمی را، اگر واقعاً وجود داشته باشند (موضوعی که باید بعداً مورد بحث قرار گیرد)، بتوان اصل موضوعی کرد. دوم، حتی در مواردی که اصل موضوعی‌سازی دو نظریه‌ی مورد بحث انجام شده باشد، معلوم نیست که شرط صوری برای تقلیل موفق اصلاً برآورده شده باشد. به عبارت دیگر، معلوم نیست که اصلاً تقلیلی نیگلی در کار باشد. اما این نکات برخی از فیلسوفان را از دادن این حکم که شیمی به فیزیک تقلیل می‌یابد باز نداشته است (Kemeney and Oppenheim ۱۹۵۶).
علاوه بر تبیین نیگل، در نوشته‌های فلسفی اصطلاح تقلیل را به روش‌های متعدد دیگری هم مورد بحث قرار داده‌اند.
در این جا به جای تکرار این بحث‌ها در مورد این که مراد از تقلیل چیست، اکنون می‌خواهیم توجه خود را بر شکلی از تقلیل متمرکز سازیم که قبلاً از سوی یکی از ما مورد بحث قرار گرفته است (Sceri ۱۹۹۴). ما ادعا می‌کنیم که شاید این یکی از طرقی باشد که در آن اندیشیدن به شیمی ممکن است به روشن ساختن موضوعات فلسفه‌ی علم کمک کند و از این پس بر روی رویکردی طبیعت‌گرایانه‌تر به تقلیل متمرکز می‌شویم که می‌توان آن را تقلیل کمی نامید.
اما شیمیدان ممکن است در مورد تقلیل شیمی چه بگوید؟
اگر کسی از شیمیدانی معاصر می‌پرسید آیا شیمی را می‌توان به فیزیک تقلیل داد، احتمالاً او را به نزد یکی از همکاران خود در بخش شیمی کوانتومی محاسباتی راهنمایی می‌کرد، زیرا اینان متخصصانی هستند که با چنین مباحثی سر و کار دارند. بررسی گذرای این شاخه از شیمی نظری آن را چونان تلاشی برای محاسبه‌ی ویژگی‌های اتم‌ها و مولکول‌ها (از جمله واکنش‌پذیری آن‌ها) بر اساس اصول نخستین نشان می‌دهد. این کار از طریق معادله‌ی شرودینگر انجام می‌شود که می‌توان آن را یابوی بارکش مکانیک کوانتومی کاربردی توصیف کرد. باید گفت که در حوزه‌ی شیمی نظری و شیمی فیزیک، شاخه‌های متعدد دیگری هم وجود دارد که آن‌ها نیز، به بیان کلی، در زمره‌ی تلاش‌های صورت‌گرفته برای تقلیل شیمی قرار می‌گیرند. این حوزه‌های دیگر شامل محاسبات موسوم به محاسبات نیمه‌تجربی می‌شوند که در آن‌ها داده‌های تجربی معینی «با دست خورانده می‌شوند». در چنین مواردی فیلسوف بلافاصله (و کاملاً موجه) ایراد می‌گیرد که چنین رویکردی، حتی اگر موفق باشد، تقلیل واقعی نیست، زیرا شخص نه تنها نظریه‌ی تقلیل‌دهنده‌ی مکانیک کوانتومی که برخی از اجزاء نظریه‌ای را هم که باید تقلیل یابد یعنی داده‌های شیمی را به کار برده است.
برای آن که تا حد مقدور بی‌طرف باشیم و به منظور آن که به تقلیل مفروض شیمی بیشترین شانس موفقیت را بدهیم، باید تحقیق در حوزه‌ی محاسبات اولیه را مد نظر قرار دهیم که در آن امکان ورود هیچ داده‌ی تجربی از هر نوع که باشد در محاسبات وجود ندارد(۸). در این جا هدف محاسبه‌ی انرژی مولکول، زاویه‌ی پیوند، گشتاور دو قطبی، یا سرعت واکنش بر اساس اصول نخستین مکانیک کوانتومی است(۹). این کار در شیمی معاصر چگونه انجام می‌شود؟
ما معتقدیم حتی با توجه به این دیدگاه افراطی نسبت به تقلیل شیمی، وضعیت تقلیل ناقص است. به یک معنا به محض آن که در نظر بگیریم که کاربرد معادله‌ی شرودینگر حتی در مورد سیستمی به سادگی هلیوم، ما را مستقیماً بر دروازه‌ی مسئله‌ی چند جسمی قرار می‌دهد، شکست این تقلیل به سادگی محقق می‌شود. جواب‌های مسئله‌ی چند جسمی، همان گونه که در فیزیک مشهور است، لزوماً تقریبی هستند. به علاوه، واقعیت غم‌انگیز برای شیمی آن است که فقط معادله‌ی شرودینگر برای هیدروژن دارای جوابی دقیق است. این سیستم برای «شیمیدانان» واقعی که توجه‌شان به بیش از صد عنصر دیگر در جدول تناوبی است، چندان جالب توجه نیست. و حتی اگر کسی بخواهد توجه خود را به عنصر هیدروژن محدود سازد، شیمیدانان بیشتر به هیدروژن دو اتمی (H۲) توجه دارند و نه به هیدروژن به شدت واکنشگر که تنها سیستمی است که در مکانیک کوانتومی به راستی فهمیده شده است.
با این همه، اجتناب‌ناپذیری تقریب در شیمی به کنار، باز هم ممکن است بخواهیم تحقیق کنیم که تقریب‌ها واقعاً چقدر خوب هستند. به این پرسش باید با دقت نزدیک شد و ما پیشنهاد می‌کنیم که در مورد ادعاهایی که فعالان این حوزه مطرح می‌سازند، نگرشی انتقادی اتخاذ شود. منبع آزادی عمل شیمیدان کوانتومی محاسباتی در وجه تکنیکی خاصی نهفته است که در بنیان قسمت اعظم کار محاسباتی او قرار دارد. تقریب‌های به کار رفته در شیمی کوانتومی محاسباتی شامل بسط توابع موج به صورت سری‌های نامتناهی جملات می‌شوند که به شدت مشابه بسط فوریه است که تابع مختلط را به صورت دنباله‌ای نامتناهی از جملات جداگانه نمایش می‌دهد. نکته‌ی ساده‌ی موضوع آن است که می‌توان تابع مختلط را اساساً با هر درجه‌ای از دقت مدل‌سازی کرد، به شرط آن که آماده‌ی آن باشیم که تعداد فزاینده‌ای از جملات تصحیح‌کننده را در بسط سری وارد کنیم.‌ با افزودن انعطاف بیشتر به تابع موج، که همیشه می‌توان آن را بر مبنایی پسینی توجیه کرد، می‌توان به تقریب‌هایی بسیار بهتر به داده‌های تجربی مشاهده‌ شده رسید که سعی در محاسبه‌ی آن‌ها داریم.
یقیناً اثبات این که محاسبه‌ی خاصی در حالتی آزمایشی مفید است و سپس به کارگیری همین رویکرد در وضعیت تجربی ناشناخته بسیار سودمند است. اما ممکن است منتقد بر همان مبنایی که قبلاً در مورد محاسبات نیمه‌تجربی صحبت کردیم، این رویکرد را نیز که به «روش از آغاز مدرج» موسوم است، مورد انتقاد قرار دهد(۱۰). هردو روش شامل وارد کردن داده‌ها از سطح واقعیاتی که باید تقلیل یابند به نظریه‌ی تقلیل‌دهنده‌ است.
اقداماتی هست که می‌توان برای تخمین خوبی محاسبه مستقل از داده‌های تجربی به کار گرفت و به این ترتیب اطمینان‌پذیری محاسبه را بیشتر کرد، اما این روش‌ها بی‌نهایت دشوار هستند و اشاره‌ای به این کنترل‌های روشی داخلی کافی است تا بسیاری از شیمیدانان کوانتومی محاسباتی را آزرده سازد(۱۱).
اساساً این برآوردهای داخلی عبارت‌اند از تعیین مرزهای بالایی و پایینی درمحاسبه هر ویژگی خاصی از قبیل انرژی مولکول. مشکل از آن روی پدیدار می‌شود که هر چند روش وردش (variation method) که در کانون اغلب تقریب‌ها قرار دارد می‌تواند تخمینی از مرز بالایی انرژی ارائه کند، اما محاسبه‌ی دستگاه‌مند مرز پایینی در شیمی کوانتومی هنوز مسئله‌ای باز است(۱۲).
بنابراین، از مثال تبیین یا درست‌تر بگوییم محاسبه‌ی واقعیات شیمی بر اساس اصول نخستین درمی‌یابیم که بر سر راه دیدگاه تقلیل‌گرایانه مشکلات زیادی وجود دارد که شیمیدان محاسباتی با آن‌ها روبرو است. البته شیمی با عرصه‌ای از تبیین‌ها سر و کار دارد که بسیار وسیع‌تر از محاسبه‌ی ویژگی معینی مانند گشتاور دوقطبی یا زاویه‌ی پیوند است. اتکا به چنین مفهومی از تقلیل در شیمی یقیناً عبارت است از اتخاذ موضعی نسبتاً مضیق در مورد آن چه تقلیل معرفت‌شناختی را تشکیل می‌دهد. باز هم، دشواری‌هایی از نوعی که در بالا ذکر شد، ضعف رویکرد تبیینی را که بر سهولت فهم پدیده‌های شیمی و تبیین آن‌ها با مفاهیم نظری استخراج‌شده از فیزیک اغراق می‌کند، آشکار می‌سازد.
ما نتیجه گرفته‌ایم که در تقلیل کمی، آشکارترین تلاش برای تقلیل در شیمی، توفیقی حاصل نشده است. اما در عین حال یادآوری می کنیم که ممکن است سرانجام بر شکست فعلی در یافتن هم زمان مرزهای پایینی و بالایی برای محاسبات نخستین، فائق آیند. اگر این مسئله اصلاً حل می‌شد سخن گفتن از تقلیل ویژگی‌های کمی که در شیمی مهم هستند مانند انرژی مولکول‌ها و زاویه‌های پیوند ممکن بود. با این همه تقلیل کامل دسترس‌ناپذیر می‌ماند زیرا، همان گونه که در بالا اشاره شد، معادله‌ی شرودینگر فقط در مورد اتم هیدروژن دارای جواب دقیق است(۱۳).
اما ما می‌خواهیم میان شکل فوق از تقلیل کمی(۱۴) شیمی و هر آن چه که می‌توان آن را «تقلیل مفهومی» نامید تمایز قائل شویم(۱۵). چنین تمایزی قبلاً در فلسفه‌ی شیمی، هر چند تا حدودی با ابهام از سوی هانس پریماس (Hans Primas)، نویسنده‌ی تنها کتاب درباره‌ی تقلیل شیمی، منظور شده است:
«محاسبات بسیاری به شدت پیچیده بوده‌اند و از سوی برخی از برجسته‌ترین محققان در این حوزه طراحی شده‌اند تا بیشترین بینش از نظریه‌ی کوانتومی حاصل آید. برای مولکول‌های ساده، توافق زیادی میان داده‌های محاسبه‌شده و اندازه‌گیری‌شده حاصل آمده است. با این همه، مفهوم پیوند شیمیایی را نمی‌توان در جایی در این محاسبات یافت. ما می‌توانیم انرژی‌های پیوند را محاسبه کنیم بدون آن که حتی بدانیم پیوند چیست» (Primas ۱۹۸۳).
این تقلیل مفهومی است که برای بقیه‌ی این مقاله اهمیت بیشتری دارد. مراد ما از تقلیل مفهومی تلاش‌هایی است که برای تقلیل مفاهیم شیمیایی مانند ترکیب، پیوند و ساختار مولکولی به عمل می‌آید(۱۶). در این موارد، متعهد نیستیم که به دلیل وضعیت فعلی علم، رویکردی مخالفت‌آمیز اتخاذ کنیم. اما ادعای ما آن است که این شکل از تقلیل به دلیل ماهیت خود این مفاهیم، حتی در اصول ممکن نیست. یعنی، مفاهیم ترکیب، پیوند، و ساختار مولکولی را نمی‌توان جز در سطح شیمیایی بیان کرد.
مثلاٌ ماریو بانژ (Mario Bunge) اشاره کرده است که مفهوم ترکیب شیمیایی را نمی‌توان به فیزیک تقلیل داد. بانژ می‌نویسد:
«در نگاه نخست، فیزیک محتوی شیمی است، زیرا به نظر می‌رسد سیستم‌های شیمیایی رده‌ی خاصی از سیستم‌های فیزیکی باشند. اما این احساس غلط است، زیرا آن چه در سیستم‌های شیمیایی فیزیکی است، اجزاء سیستم است و نه خود سیستم که علاوه بر ویژگی‌های فیزیکی دارای ویژگی‌های پدیدارشونده (هر چند تبیین‌پذیر) است» (Bunge ۱۹۸۲).
بانژ مثالی از ویژگی پدیدارشونده‌ای یک ماده‌ی مرکب ارائه می‌کند که در طول زمان به طور قانونمند تغییر می‌کند. اجزاء اتمی و مولکولی این ویژگیِ ماده‌ی مرکب را نشان نمی‌دهند. پریماس، همان گونه که قبلاً نقل شد، می‌گوید که ما می‌توانیم ویژگی‌های مولکولی معینی را محاسبه کنیم، اما نمی‌توانیم در عبارات ریاضی به چیزی اشاره کنیم که که بتوان آن را با پیوند یکی دانست. به نظر می‌رسد که مفهوم پیوند شیمیایی در فرآیند تقلیل از دست می‌رود (Primas ۱۹۸۳).
مثال دیگری بیاوریم، وولی (Woolley) با گفتن این که در صورت‌بندی کوانتوم‌مکانیکی محض که در مورد سیستم شیمیایی به کار گرفته شده است ساختار شیمیایی را نمی‌توان پیدا کرد، توجه بسیار زیادی را به خود جلب کرده است. او می‌گوید ساختار با استفاده از تقریب بورن-اپنهایمر (Born-Oppenheimer approximation) تحمیل می‌شود (Woolley ۱۹۷۸). می‌توان محاسبات را بدون توسل به تقریب بورن-اپنهایمر انجام داد و نه تنها در برخی موارد مانند آزمایش‌های باریکه‌ی مولکولی جواب‌هایی به دست می‌آوریم، بلکه می‌توانیم با حذف کامل تقریب بورن-اپنهایمر محاسبات دقیق‌تری هم انجام دهیم. به نظر وولی، مفهوم ساختار مولکولی در سطح کوانتوم‌مکانیکی وجود ندارد(۱۷).
در هر یک از موارد ذکر شده و مثال‌های دیگر ما با مفاهیمی شیمیایی روبرو می‌شویم که به نظر می‌رسد تقلیل‌ناپذیر باشند. بنابراین، حتی در جایی که ممکن است روابط شیمیایی در بنیان خود به روابط فیزیکی وابسته باشند، به نظر می‌رسد که رد تبیینهای تقلیلی در برخی موارد که مفاهیمی که به کار می‌گیریم و حتی خود مبیَن (explanandum) در عبارات نظری علم اولیه‌ی از میان می‌روند، کاملاً بجا است. یعنی، می‌توان به وابستگی وجودشناختی واقعیات شیمیایی به واقعیات فیزیکی اذعان کرد و با این همه، از تقلیل معرفت‌شناختی شیمی به فیزیک اجتناب کرد.
● تبیین
به نظر می‌رسد حوزه‌ی توجه بالقوه‌ی دیگر در فلسفه‌ی شیمی که رابطه‌ی نزدیکی با مسائل تقلیل‌گرایی دارد، بررسی ماهیت تبیین‌های شیمیایی باشد. تبیین‌ها در شیمی معاصر از چه چیزی تشکیل شده‌اند؟ آیا از مفاهیم فیزیک «مستقل» هستند؟ به چه طریق؟
در نگاه نخست، ممکن است تصور شود که رابطه‌ی وجودشناختی نزدیک میان شیمی و فیزیک به ناگزیر تبیین شیمیایی را به سوی تقلیل‌گرایی متمایل می‌سازد. یعنی، حتی اگر اذعان کنیم که قواعد شیمیایی در روابط فیزیکی مجسم گردیده‌اند، شاید باز هم توصیف و تبیین آن‌ها در سطح تحقیق شیمیایی (ثانویه) مفیدتر باشد.
یک شکل بسیار مهم از تبیین که در تمام حوزه‌های شیمی از آموزش تا تحقیقات پیشگامانه رایج است، عبارت است از سخن گفتن از آن چه اغلب پوسته‌ها یا اربیتال‌های الکترونی خوانده می‌شود. تشکیل پیوندها، رفتار اسید-باز، شیمی اکسیداسیون-احیا، فوتوشیمی، مطالعات واکنش‌پذیری و مانند آن‌‌ها تماماً و به طور منظم با اشاره به مبادله‌ی الکترون میان انواع اربیتال‌های مختلف مورد بحث قرار می‌گیرند.
ممکن است در نگاه نخست به نظر برسد که این رویکرد سخن گفتن به نفع تقلیل معرفت‌شناختی شیمی به فیزیک باشد، زیرا تصور می‌شود که سخن گفتن از پوسته‌های الکترونی در وهله‌ی نخست به سطح فیزیک اتمی تعلق داشته باشد. اما بررسی انتقادی‌تر از مباحث مربوطه هیچ بنیانی را از فیزیک بنیادی آشکار نمی‌سازد. تبیین‌های مبتنی بر اربیتال‌های الکترونی و در واقع سخن گفتن از اربیتال‌ها در شیمی با فهم فعلی ما از مکانیک کوانتومی تناظری ندارد.
نکته‌ی شایان ذکر آن است که در بنیادی‌ترین سطح کوانتوم‌مکانیکی اربیتال‌های الکترونی از نظر وجودشناختی زاید می‌شوند. بر اساس مکانیک کوانتومی، اربیتال‌های الکترونی وجود ندارند، هر چند باز هم وسیله‌ی تبیینی بسیار مفیدی هستند. نتیجه در بنیادی‌ترین روایت از اصل طرد پائولی مجسم می‌شود که اغلب به بهای روایت محدود و اکیداً نامعتبر این اصل، که از مفهوم اربیتال‌های الکترونی حمایت می‌کند، کنار گذاشته می‌شود (Sceri ۱۹۹۱, ۱۹۹۵).
این وضعیت نشان می‌دهد که اغلب تبیین‌های شیمی که بر وجود الکترون‌ها در اربیتال‌های خاص مبتنی هستند، در واقع، تبیین‌های «سطح‌ویژه»اند که نمی‌توان آن‌‌ها را به مکانیک کوانتومی تقلیل داد یا از طریق مکانیک کوانتومی به آن‌ها رسید(۱۸). بنابراین، موردی را نشان داده‌ایم که در آن تبیین آن چیزی که به هنگام تبیین شیمیایی در پی دانستن آن هستیم ظاهراً نشان می‌دهد که ما از تبیین‌های تقلیلی اجتناب می‌کنیم؛ امری که از استقلال تبیینی شیمی حمایت می‌کند.
● قوانین
درست همان گونه که برخی تبیین‌های نوعاً شیمیایی مانند سخن گفتن از اربیتال‌های الکترونی وجود دارند که در سطح مستقلی از تبیین دنبال می‌شوند، اکنون می‌گوییم که برای قوانین تقلیل‌ناپذیر شیمیایی نیز نمونه‌هایی وجود دارد. مثال خوبی از این قبیل قوانین شیمیایی جدول تناوبی است که نخستین بار آن را مندلیف (Mendeleev) و مِیِر (Meyer) کشف کردند اما بسیاری دیگر نیز آن را پیش‌بینی کرده بودند(۱۹). اگر از دیدگاه فیزیک بنگریم، به نظر می‌رسد که وضعیت سیستم تناوبی از وضعیتی قانون‌مانند دور باشد. مهم آن است که ظاهراً قانون تناوبی دقیق است به همان معنایی که قوانین فیزیک، مثلاً قوانین حرکت نیوتن، دقیق‌ هستند. با تسامح می‌توان گفت، قانون تناوبی می‌گوید که در ویژگی‌های عناصر، تناوبی وجود دارد که فواصل منظمی که بر طبق عدد اتمی آن‌ها تعیین می‌شود بر زنجیره‌ی آن‌‌ها حاکم است(۲۰). وجه بارزی که این نوع تناوب را از تناوبی که در فیزیک یافت می‌شود متمایز می‌سازد آن است که تناوب شیمی تقریبی است. مثلاً، عناصر سدیم و پتاسیم تکرار عنصر لیتیوم را نشان می‌دهند که در رأس گروه ۱ جدول تناوبی قرار دارند، اما این سه عنصر به هیچ وجه یکسان نیستند. در واقع، مقدار زیادی از معرفت شیمیایی با مطالعه‌ی الگوهای تغییر که در درون ستون‌های قائم یا گروه‌ها در جدول تناوبی روی می‌دهند، گردآوری می‌شود.
پیش‌بینی‌هایی که بر مبنای به اصطلاح «قانون تناوبی» به عمل می‌آید، بر خلاف پیش‌بینی‌های آرمانی که به طور اجتناب‌ناپذیر از قوانین فیزیکی به همراه فرض برخی شرایط اولیه حاصل می‌آید، به طور استنتاجی از نظریه حاصل نمی‌شود. بنابراین، آیا می‌توان گفت که قانون تناوبی را باید به درستی قانون شیمی تلقی کرد و افزون بر آن، آیا می‌توان گفت که تقلیل ناپذیر است. ما ادعا می‌کنیم که می‌توان چنین گفت.
نکات تاریخی پیرامون پیش‌بینی‌های کلاسیکی برخی از عناصر ناشناخته از سوی مندلیف نشان می‌دهد که او تا حد بسیار زیادی از شهود شیمیایی استفاده کرده است و نه الگوریتم سرراستی که ممکن است یک فیزیکدان هنگام کار روی قانونی فیزیکی به کار گیرد. با بررسی این امر که مندلیف چگونه به جزئیات خاص پیش‌بینی‌های خود در مورد عناصر گالیم، ژرمانیوم و اسکاندیوم رسیده است، می‌توان به ارزیابی روشن‌تری از ماهیت «قانون» تناوبی دست یافت. خود مندلیف در کتاب خویش «اصول شیمی» (The Principles of Chemistry) شرح روشن و بی‌ابهامی از روش خویش ارائه می‌کند. این روش عبارت است از برون‌یابی هم‌زمان در درون گروه‌ها یا ستون‌ها و در درون تناوب‌ها یا ردیف‌های جدول تناوبی. این روش با میانگین‌گیری روی جمع مقادیر چهار عنصر مجاور عنصر مورد بحث حاصل می‌آید. به گفته‌ی مندلیف «اگر عناصر R۱. R۲. R۳ در گروه معینی وجود داشته باشند و اگر در آن سری که حاوی یکی از این عناصر مثلاً R۲ است، عنصر Q۲ مقدم بر آن و عنصر T۲ پس از آن قرار گرفته باشد، آن گاه ویژگی‌های R۲ را میانگین ویژگی‌های RI. R۳. Q۲ و T۲ تعیین می‌کند‌(Mendeleev ۱۹۰۵). مندلیف در ویرایش‌های گوناگون کتاب خود و در نشریاتی که به ویژه پیش‌بینی‌های او را مورد بحث قرار می‌دادند، به طور مکرر مثال محاسبه‌ی وزن اتمی عنصر سلنیوم را ارائه می‌کند، یعنی خاصیتی که در آن زمان شناخته شده بود و بنابراین می‌شد از آن برای آزمون اطمینان‌‌پذیری روش وی استفاده کرد.
اما اگر کسی تلاش کند از روش وی برای پیش‌بینی وزن‌های اتمی، حجم‌های اتمی، چگالی و دیگر ویژگی‌های گالیم، ژرمانیوم و اسکاندیوم استفاده کند به مقادیری می‌رسد که با پیش‌بینی‌های منتشر‌شده‌ی مندلیف بسیار متفاوت هستند. باید یادآوری کرد که پیش‌بینی‌های منتشرشده‌ی مندلیف در مقایسه با ویژگی‌های عناصری که بعداً کشف شدند، بسیار دقیق هستند. این امر نشانگر شهود شیمیایی زیاد از سوی مندلیف است که به وی اجازه می‌داد در صورت لزوم در روش بیان‌شده‌ی خود تغییرات جزئی به عمل آورد. به نظر می‌رسد مندلیف از رویکرد اذعان‌شده‌ی خود منحرف شده باشد، اما در هیچ جا لازم نمی‌بیند که معین سازد چگونه و چرا از روش برون‌یابی ساده‌ی خود فاصله‌ می‌گیرد. این یکی از مثال‌های متعددی است که ماهیت تقریبی قانون تناوبی او را نشان می‌دهد.
با این همه، مندلیف قانون تناوبی را به قدر کافی قانون‌مانند می‌دانست از این نظر که [«قانون تناوبی»] نمی‌توانست هیچ استثنایی از قبیل انحراف از ترتیب‌بندی عناصر بر اساس وزن اتمی را تحمل کند. مثلاً در مورد عناصر تلوریوم و ید او پیش‌بینی کرد که وزن اتمی این دو عنصر اشتباه است زیرا مقادیر موجود ترتیبی را نشان می‌داد که خلاف آن چیزی بود که ویژگی‌های شیمیایی تعیین می‌کردند. به ویژه، تلوریوم بر اساس مقادیری که در آن زمان اندازه‌گیری شده بودند وزن اتمی بالاتری را نشان می‌داد و ترتیب عناصر بر مبنای این ویژگی تلوریوم را در همان گروه شیمیایی فلوئور، کلر و برم قرار می‌داد یعنی جایی که از نظر شیمیایی به آن تعلق نداشت. همان گونه که روشن شد، مندلیف در معکوس ساختن این ترتیب حق داشت، اما دلیل وی غلط بود. در واقع، وزن‌های اتمی به طور تقریبی درست بودند، اما ترتیب‌بندی عناصر با عدد اتمی هر عنصر بهتر انجام می‌شد. این ترتیب‌بندی بهتر عناصر از کار موزلی (Moseley) در سال ۱۹۱۲ حاصل آمد و برتری آن در حذف پیچیدگی‌های حاصل از مخلوط ایزوتوپی که در اغلب عناصر شیمیایی وجود دارد، ناشی می‌شد.
مندلیف به قانون تناوبی خود آن قدر اطمینان داشت که از آن علاوه بر تصحیح وزن‌های اتمی برخی از عناصر شناخته‌شده، برای پیش‌بینی وجود چند عنصر جدید و ویژگی‌های ترکیب‌های آن‌‌ها استفاده کند. با این همه، به نظر می‌رسد که مورخان شیمی و نویسندگان کتاب‌های شیمی بر این وجه پیش‌بینانه بیش از حد تأکید کرده‌اند. به نظر می‌رسد که توانایی مندلیف در لحاظ کردن عناصر شناخته‌شده ممکن است به همان اندازه‌ی پیش‌بینی‌های مؤثر وی در پذیرش سیستم تناوبی نقش داشته باشد. مثلاً، تقدیرنامه‌ای که به هنگام اعطای مدال دیوی (Davy Medal) به وی از سوی انجمن سلطتنی لندن به او داده شد حاوی هیچ اشاره‌ای به پیش‌بینی‌های او نیست(۲۱) (Scerri ۱۹۹۶).
در واقع دلیل عمده‌ای که که افتخار کشف تناوب شیمیایی را بالاتر از همه به مندلیف داده اند آن است که او قانون تناوبی را به جایگاه قانون طبیعت ارتقا داد و بقیه عمر خود را صرف بررسی نتایج و دفاع از اعتبار آن کرد. این کار ساده‌ای هم نبود زیرا کشف‌ عناصر جدید در آینده بارها سیستم تناوبی را به چالش کشید. مثلاً در سال ۱۹۱۳، رمسی (Ramsey) و رایله (Rayleigh) عنصر آرگون را کشف کردند که کشف برخی از گازهای نجیب دیگر را در پی داشت. نام این عناصر از اکراه شدید آن‌‌ها به وارد شدن به هر گونه ترکیب شیمیایی با عناصر دیگر گرفته شده است، امری که موجب گردید برخی از شیمیدانان بگویند این عناصر اصلاً به جدول تناوبی تعلق ندارند. عناصر گازی نجیب را مندلیف یا کسی دیگر پیش‌بینی نکرده بود و قبل از آن که سرانجام با موفقیت در جدول قرار بگیرند، پنج سال تلاش شدید شیمیدانان و فیزیکدانان لازم بود. این کار به شکل ستون کاملاً جدیدی انجام گردید که میان هالوژن‌ها و فلزات قلیایی قرار دارد.
جمع‌بندی کنیم، ما ادعا کرده‌ایم که قانون تناوبی در شیمی بسیار قانون‌مانند تلقی می‌شود و استثنایی در آن وجود ندارد. با این همه، ماهیت قانون چنان است که نمی‌توان آن را در رابطه‌ی عددی ساده‌ای قرار داد(۲۲) و نظمی را که نشان می‌دهد نمی‌توان با استفاده از مفاهیم غیرشیمیایی به روشی مشابه با یک قانون بیان کرد. قانون گرایشی تقریبی را در میان ویژگی‌های عناصر و ترکیب‌های آن‌‌ها نشان می‌دهد اما اگر کسی تلاش کند تا این گرایش را به صورت عددی نمایش دهد، معلوم خواهد گردید که چنین رابطه‌ای فقط به طور تقریبی اعتبار دارد. بدین ترتیب، قانون تناوبی قانون مستقل شیمی است. ما با هتما و کویپرز که ادعا می‌کنند جدول تناوبی به «نظریه‌ی اتمی» تقلیل یافته است (Hettema and Kuipers ۱۹۸۸) موافق نیستیم(۲۳). این ادعای غلط بر این نکته مبتنی است که عناصر درون هر گروه آرایه‌ی پوسته‌ی خارجی یکسانی دارند. اما این مدل استثناهای زیادی دارد و دارا بودن آرایه‌ای خاص برای آن که عنصری در گروه خاصی از جدول قرار گیرد، نه لازم است و نه کافی. تقلیل جدول تناوبی به نظر ما عبارت است از توانایی محاسبه‌ی دقیق انرژی‌های کل یا دیگر ویژگی‌های اتم‌ها در جدول تناوبی. چنین تقلیلی در بهترین حالت یک تقریب است زیرا تابع محدودیت‌های معمول حل معادله‌ی چندجسمی شرودینگر است.
● فراآیی
در سال‌های اخیر مفهوم فراآیی (supervenience) در تمام فلسفه‌ی علم بسیار مورد بحث قرار گرفته است(۲۴). در واقع، برخی از نویسندگان برای تجسم برهان‌های اصلی خود در باره‌ی رابطه‌ی فراآیی به رابطه‌ی میان شیمی و فیزیک متوسل شده‌اند (Papineau ۱۹۹۳). اما برای انجام این کار فرض شده است که رابطه‌ی میان شیمی و فیزیک خود مسئله‌ی خاصی را ایجاد نمی‌کند. بنابراین، مانند بسیاری بحث‌ها درباره‌ی تناسب شیمی و فیزیک به مثابه‌ی مثالی برای تقلیل ناب، رابطه‌ی میان شیمی و فیزیک را برخی نشان‌دهنده‌ی حالتی پارادایمی از فراآیی واقعی تلقی کرده‌اند. اما آیا این حرکت مجاز است؟
هر چند هیچ توافق جامع و مشهوری در مورد این که رابطه‌ی فراآیی چیست وجود ندارد، اما رایج‌ترین دیدگاه آن است که فراآیی رابطه‌ی وابستگی نامتقارن است. تصور می‌شود که دو سیستم ماکروسکوپی که از اجزاء میکروسکوپی یکسانی ساخته شده‌اند ویژگی‌های ماکروسکوپی یکسانی نشان می‌دهند، در صورتی که مشاهده‌ی ویژگی‌های ماکروسکوپی یکسان در هیچ دو سیستمی لزوماً نشان‌دهنده‌ی یکسانی در سطح میکروسکوپی نیست. به بیان ساده‌تر، تصور می‌شود پدیده‌هایی که ما در علمی ثانویه مطالعه می‌کنیم از نظر وجودشناختی به روابط در سطح اولیه وابسته هستند. در تمام فلسفه‌ی علم (و فلسفه‌ی ذهن) به طور گسترده از این برهان به مثابه‌ی مانووری نجات‌بخش از بن‌بست ایجادشده به واسطه‌ی شکست در اثبات تقلیل‌پذیری علوم خاص استفاده می‌شود. چرا؟ به این دلیل ساده که تصور می‌شود فراآیی در مورد پیامدهای معرفت‌شناختی یا تبیینی که لزوماً حتی از وابستگی وجودشناختی میان دو سطح توصیفی مختلف ناشی می‌شود، تضمینی نمی‌دهد(۲۵). بنابراین، ادعا این بوده است که فراآیی فضیلت وابستگی وجودشناختی را در اختیار ما قرار می‌دهد بدون آن که شر تقلیل تبیینی را نصیب ما کند- به قول معروف، به ما امکان می‌دهد «کیک خود را داشته باشیم و آن را هم بخوریم».
بنابراین، هر چند ممکن است تقلیل‌گرایی در معنای سنتی آن شکست بخورد (یعنی، هر چند ممکن است در تلاش‌های ما برای تثبیت پیوستگی کامل میان علوم خاص و مکانیک کوانتومی خللی ایجاد شود)، اما باز هم می‌توانیم ادعا کنیم که سیستم‌های شیمیایی یا زیستی، در عمق، انحصاراً تحت حاکمیت قوانین فیزیکی قرار دارند. ماتریالیسم نجات می‌یابد، هر چند تقلیل برای خود دست و پایی می‌زند. به علاوه، برای رسیدن به استقلال معرفت‌شناختی خود نیازی به توسل به «پدیداری وجودشناختی» یا امر «فراطبیعی» نداریم.
برخی مؤلفان گفته‌اند که این تلاش برای نجات استقلال تبیینی از چنگال وابستگی وجودشناختی چیزی جز تردستی نیست. همان گونه که پل تلر (Paul Teller) در عنوان مقاله‌ی خود می‌پرسد «آیا فراآیی همان تقلیل در جامه‌ی مبدل است(۲۶) ؟» جدای از پرسش‌های شگفت‌انگیزی که این بحث عمومی‌تر برمی‌انگیزد، ما معتقدیم در این جا بررسی متناسب بودن استفاده از رابطه‌‌ی میان شیمی و فیزیک برای نمایش رابطه‌ی فراآیی جالب است.
● آیا شیمی بر فیزیک فرا می‌آید؟
در بررسی پاسخ به پرسش فوق، ما ویژگی «بو» را برای بررسی خاص‌تر این امر که فراآیی شیمی بر فیزیک ممکن است مستلزم چه باشد، مطالعه خواهیم کرد. بر اساس برهان عمومی فراآیی که در بالا ذکر شد، ما فرض می‌کنیم که اگر دو ترکیب شیمیایی به روش یکسانی از ذرات بنیادی «ساخته شدند»، باید (از جمله‌ی ویژگی‌های ماکروسکوپی خود) دارای بوی یکسانی باشند. این ادعایی فلسفی است که می‌توان آن را بر اساس آن چه به طور تجربی در مورد شیمی بو می‌دانیم، بررسی کرد. به همین نحو، برهان فراآیی هم مستلزم آن است که اگر دو ترکیب دارای ویژگی یکسان بو بودند، ما نمی‌توانیم لزوماً نتیجه بگیریم که اجزاء میکروسکوپی که ترکیبات از آن‌ها تشکیل شده‌اند، یکسان هستند. در آن چه در پی می‌آید ما نمی‌خواهیم تحلیلی از آخرین پیشرفت‌ها در زمینه‌ی شیمی بو ارائه کنیم، بلکه خود را به چند تذکر فلسفی کلی محدود می‌سازیم که اهمیت بررسی این موضوع را به مثابه‌ی موضوعی بایسته در فلسفه‌ی شیمی روشن می‌سازد.
به نظر می‌رسد که دو امکان متضاد خودنمایی می‌کنند:
(الف) چرا چنین است که ما خود را آماده‌ی پذیرش این امر کرده‌ایم که دو ترکیبی که دارای بوی یکسانی هستند، ریزساختاری یکسانی ندارند؟ آیا به این دلیل است که بو ویژگی مبهمی است که به نظر نمی‌رسد مستعد کمی‌سازی باشد؟ اما در واقع، در شیمی، بو مفهومی تبیینی است و بر اساس تذکرات قبلی ما در باره‌ی تبیین‌های شیمیایی چنین تبیین‌هایی را در مقایسه با دیگر داده‌های شیمیایی که ظاهراً مستعد تقلیل تقریبی هستند نمی‌توان به طور کامل به فیزیک تقلیل داد.
از سوی دیگر، اگر بو با پیشرفت‌های آتی کمی می‌شد، ممکن بود اصرار ما بر این امر موجه باشد که دو ماده که در زمینه‌ی ویژگی بو دارای داده‌های عددی یکسانی هستند باید دقیقاً دارای یک ریزساختار باشند. به عبارت دیگر، انتظار تقلیل داده‌های بومانند را داشتیم درست همان گونه که منطقی است که انتظار تقلیل تقریبی انرژی مولکول را داشته باشیم. اگر تقلیل این جنبه‌های شیمی بو ممکن بود، آن گاه عدم تقارن مورد ادعا در برهان فراآیی در این مورد ابطال می‌گردید.
(ب) شهود زیر درباره‌ی ویژگی بو ظاهراً به نتیجه‌ای مخالف می‌انجامد، از این نظر که ما می‌خواهیم از روح کلی آن چه از فراآیی بو بر پیکربندی فیزیکی ماده‌ی مرکب مراد می‌شود و به طور خاص‌تر از عدم تقارن مورد ادعا پشتیبانی کنیم.
بو ویژگی نسبتاً عجیبی است از این نظر که ظاهراً از مکانیسم قفل و کلیدی ناشی می‌شود که به واسطه‌ی آن شکل مولکولی خاصی گیرنده‌ی بوی خاصی را به کار می‌اندازد و به این ترتیب، احساس بوی خاصی را ایجاد می‌کند. اگر به این طریق به موضوع نگاه کنیم، به نظر می‌رسد که دو مولکول بسیار متفاوت که دارای زنجیره‌ی مولکولی جانبی یکسانی هستند (که برای به کار انداختن یک گیرنده‌ی بو لازم است) این کار را صرف نظر از ساختار بقیه‌ی مولکول انجام می‌دهند. این دیدگاه نشان می‌دهد که بوی یکسان ممکن است در واقع حاصل مولکول‌های مختلفی باشد که اجزاء میکروسکوپی متفاوتی دارند.
زیست‌شیمیدانان و نوروفیزیولوژیست‌ها می‌توانند به چنین پرسش‌هایی پاسخ‌های قطعی‌تری بدهند. اما نتیجه‌ی این مورد هر چه باشد، به نظر می‌رسد پرسش از فراآیی شیمی بر فیزیک دقیقاً به واقعیات تجربی بستگی داشته باشد و نتایجی که از آن حمایت می‌کند از مواردی مثل موردی که در بالا بررسی شد استنتاج می‌گردد و نه از تفکر فلسفی کلی‌تر در مورد شیمی و فیزیک. در واقع، اگر مراد آن باشد که به اصطلاح فراآیی شیمی بر فیزیک مثالی است از رابطه‌ی فراآیی (و موردی دقیق‌تر برای پرسش دوربردتر فراآیی زیست‌شناسی بر فیزیک یا حالات ذهنی بر حالات فیزیکی) به نظر می‌رسد کار بیشتری در درون آن چه تصور می‌شود فلسفه‌ی شیمی باشد، ضروری است.
بنابراین، امیدواریم دو نتیجه‌ی زیر را اثبات کرده باشیم:
(۱) با توجه به آن که فلسفه‌ی شیمی برخی از مهم‌ترین بحث‌های فلسفه‌ی علم را به طرزی منحصر بفرد روشن می‌سازد، جا دارد که در درون آن رشته‌های بیشتری وجود داشته باشد.
(۲) از کاربرد نتایج ما از فلسفه‌ی شیمی بر روی بحث‌های دیگر در درون «علوم خاص» مطالب زیادی می‌توان آموخت. در بخش بعدی، چند مورد از این دست را که فلسفه‌ی شیمی برای فلسفه‌ی ذهن و فلسفه‌ی علوم اجتماعی مطرح کرده است، به اختصار بررسی می‌کنیم.
● درس‌هایی برای علوم خاص
اهمیت موضوعاتی را که فلسفه‌ی شیمی برای مباحثی مانند تقلیل‌گرایی، تبیین، قوانین و فراآیی مطرح ساخته است، در کاربرد آن‌ها بر بحث‌های فعلی در درون فلسفه‌ی ذهن و فلسفه‌ی علوم اجتماعی به اختصار بررسی خواهیم کرد. علوم خاص چه می‌توانند از ماجرای شیمی بیاموزند؟
شاید بزرگ‌ترین منبع علاقه‌ای که ممکن است فیلسوف ذهن یا فیلسوف علوم اجتماعی به فلسفه‌ی شیمی داشته باشد دریافتن این نکته باشد که از دیدگاهی معین، شیمی را هم می‌توان «علم خاص» تلقی کرد و نتیجه‌ی این امر درک این نکته است که آن چه شاید قبلاً حالت نسبتاً آشکاری از وابستگی وجودشناختی تلقی می‌شد همان مسائل را در مورد تقلیل‌پذیری، استقلال تبیین‌ها (ی قانونی و غیر آن) در سطح ثانویه و در باره‌ی متناسب بودن فراآیی ایجاد می‌کند که مدت‌هاست بسیاری از بحث‌های سنتی در درون فلسفه‌ی ذهن و فلسفه‌ی علوم اجتماعی را دشوار ساخته‌اند.
اما اصلاً بر آن نیستیم که بگوییم شیمی حالتی پارادایمی از پدیداری مفهومی یا حمایتی آشکار از استقلال روابط قانون‌مانند در علمی ثانویه فراهم می‌آورد، سخن ما در این جا فقط آن است که آن‌هایی که به بحث‌های مربوط به وابستگی امر ذهنی بر فیزیکی، متناسب بودن یا امکان قوانین علوم اجتماعی و پیامدهای فراآیی علاقمندند، می‌توانند از فلسفه‌ی شیمی مطالب زیادی یاد بگیرند. در این جا، بالاخره، علمی هست که وابستگی وجودشناختی آن به فیزیک مورد تردید نیست. شیمی با هیچ یک از مسائل مربوط به «نیروهای حیاتی»، «آگاهی» یا «التفاتیت» که بحث در مورد قوانین در زیست‌شناسی تحولی یا تکاملی یا علوم اجتماعی را آلوده کرده‌اند روبرو نیست. با این همه، حتی با توجه به ماهیت کاملاً مادی رابطه‌ی میان موضوعات شیمی و فیزیک، می‌بینیم که بسیاری از موضوعات- مانند فراآیی یا استقلال تبیین‌های قانون‌مانند- را در این جا می‌توان در خالص‌ترین شکل آن‌ها مطالعه کرد. آیا وابستگی وجودشناختی قوی نه تنها استقلال معرفت‌شناختی را ممکن می‌سازد بلکه در عین حال نشان می‌دهد که در برخی موارد تبیین‌های غیرتقلیلی ارجحیت دارند؟ اگر نیروهای علی در سطح اولیه قابل تشخیص باشند، آیا این امر نشان می‌دهد که تبیین‌های قانونی تقلیل‌ناپذیر را در سطح ثانویه هم نمی‌توان انجام داد؟ مفهوم فراآیی در فراهم آوردن امکان این امر برای ما که مدعی وابستگی مادی باشیم و در عین حال از تقلیل‌ناپذیری حمایت کنیم چقدر ارزشمند است؟
چنین پرسش‌هایی را شاید بتوان در فلسفه‌ی شیمی در خالص‌ترین شکل آن‌ها تحلیل کرد و سپس در مورد بحث‌های درون علوم خاص اعمال کرد. مثلاً، دانشمند علمی خاص ممکن است بپرسد: آیا آن نوع تقلیل‌ناپذیری مفهومی که ما در درون فلسفه‌ی شیمی از آن حمایت کرده‌ایم به راحتی به بحث‌های درون فلسفه‌ی ذهن منتقل می‌شود؟ آیا این پیشنهاد که کسی می‌تواند طرفدار تبیین‌های قانونی مستقل در درون شیمی باشد ضمن آن که باز هم به وابستگی وجودشناختی بنیادی روابط شیمیایی بر روابط فیزیکی اذعان می‌کند، نشان‌دهنده‌ی آن است که در علوم اجتماعی قوانینی وجود دارند؟(۲۷) چنین پرسش‌هایی نشان‌دهنده ی منبع علاقه‌ی مهمی هستند که ممکن است فیلسوفان دیگر به فلسفه‌ی شیمی داشته باشند. ما که دیگر با ارائه‌ی مثال‌هایی از شیمی برای حمایت از هر نتیجه‌ای که ممکن است در بحث‌های مربوط به علوم ثانویه مطلوب باشند ارضا نمی‌شویم، در این جا از این نکته حمایت می‌کنیم که بسیاری از مفاهیم خود دارای غنایی هستند که می‌توان آن را فقط با بررسی واقعیات رابطه‌ی منحصربفرد شیمی با فیزیک دریافت.
● نتیجه
در این مقاله، چند دلیل برای حمایت از توجه فلسفی بیشتر به آن چه می‌توان اکنون آن را «فلسفه‌ی شیمی» خواند، ارائه کرده‌ایم. چنین حوزه‌ای ممکن است نه تنها برای پژوهش فلسفی در باره‌ی مباحث شیمیایی بلکه برای اهمیت نتایجی که می‌توان از این حوزه برای اعمال آن‌ها بر بحث‌های فعلی در تمام فلسفه‌ی علم گرفت، پیامدهای سودمندی داشته باشد. ما در این جا چند پیشنهاد برای کار بیشتر ارائه کرده‌ایم و کتاب‌شناسی جامعی را در مورد آثاری که تا کنون در زمینه‌ی فلسفه‌ی شیمی منتشر گردیده است به آن ضمیمه نموده‌ایم تا پیش بردن پژوهش ممکن گردد. مدت‌هاست که در درون فلسفه‌ی علم این نکته را همه می‌دانند که راه‌ حل‌های پیشینی برای موضوعات مربوط به علوم بدون توجه به جزئیات تجربی حاصل از خود علوم طراوت خود را از دست می‌دهند. اکنون می‌توان دیدگاهی فرعی را هم ارائه کرد: آن چه بسیاری از افراد به مثابه‌ی موضوعات آشکارا تجربی در مورد رابطه‌ی میان علوم کنار می‌گذارند، ممکن است بر اساس توجه فلسفی تجدیدشده سودمند باشد.

نویسنده: اریک آر. - اسکری / لی - مک‌اینتایر
مترجم: ابوالفضل - حقیری قزوینی
پی نوشت:
۱) Vol. ۶۹, No.۳ (December ۱۹۸۶).
۲) منتشر شده در PSA ۱۹۹۴, Vol. ۱ (East Lansing, Mich.: Philosophy of Science Association,
۱۹۹۴).
۳) حتی برخی پژوهش‌هایی که هدف آن‌ها بررسی تقلیل شیمی بوده است در اصل پژوهش‌هایی در مورد مبانی مکانیک کوانتومی در جامه‌ی مبدل هستند. از نظر ما این امر به ویژه در کار پریماس (۱۹۸۳) صدق می‌کند.
۴) به رغم شیوع اصطلاح «تقلیل» در فلسفه‌ی علم، در مورد این که آن را چگونه باید تعریف کرد، بحث شدیدی وجود دارد. تعریف کلاسیک را می‌توان در Ernest Nagel, The Structure of Science (New York: Harcourt, Brace, and World, ۱۹۶۱) یافت. شاید جامع‌ترین تحلیل از معانی مختلف و احتمالی اصطلاح تقلیل را بتوان در Sklar, &#۰۳۹;Types of Inter-Theoretic Reduction&#۰۳۹;, British Journal for the Philosophy of Science, Vol. ۱۸ (۱۹۶۷), pp. ۱۰۹-۱۲۴ یافت. در مقاله‌ی حاضر ما تقلیل را به معنای سنتی‌تر آن، به مثابه‌ی رابطه‌ی معرفت‌شناختی میان نظریه‌‌های علمی که مستقیماً بر موضوع تبیین علمی اثر دارند، تفسیر می‌کنیم. بنابراین، نظر ما آن است که سخن گفتن از «تقلیل وجودشناختی فقط بحث را مشوش می‌کند.
CF. Ayala (۱۹۷۴) in Studies in Philosophy of Biology, F. Ayala and T. Dobzhansky (eds.), (Berkeley: University of California Press).
۵) ما برای اتخاذ چنین رویکردی که به ناگزیر مرحله به مرحله است و می‌دانیم که باب طبع برخی از فیلسوفان «مکتب قدیم» نیست که معتقدند باید فقط به کلیات پرداخت و شاید به طور غریزی مایلند از دام جزئیات پست شیمی و فیزیک امروزی بگریزند، پوزش‌خواهی نمی‌کنیم.
۶) برای مقدمه‌ای بر نوشته‌های مربوط به این بحث، نگاه کنید به کتاب‌شناسی Sklar, "InterTheoretic Reduction" که در پی‌نوشت ۴ بالا به آن اشاره شد.
۷) New York: Harcourt, Brace, and World, ۱۹۶۱.
۸) تنها مقادیر تجربی که می‌توان در کاری واقعاً بنیادی وارد کرد، مقادیر ثابت‌های بنیادی مانند جرم و بار الکترون است.
۹) بررسی جدیدی را در مورد کار در زمینه‌ی شیمی کوانتومی بنیادی می‌توان در M. Head-Gordon, &#۰۳۹;Quantum Chemistry and Molecular Processes&#۰۳۹;, Journal of Physical Chemistry ۱۰۰, ۱۳۲۱۳-۱۳۲۲۵ (۱۹۹۶) یافت.
۱۰) اغلب کسانی که در زمینه‌ی شیمی کوانتومی کار می‌کنند، این را انتقادی جدی نمی‌دانند و باز هم این روش‌ها را بنیادی می‌خوانند هر چند دقیقاً به آن معنایی که مراد ما است سخن نمی‌گویند.
۱۱) Handy, N., (۱۹۹۲), &#۰۳۹;Pople and Boys&#۰۳۹;, Chemistry in Britain ۲۸,۷۰۹-۷۰۹.
۱۲) Weinhold, F., (۱۹۷۲), &#۰۳۹;Upper and Lower Bounds to Quantum Mechanical Properties&#۰۳۹;, Advances in Quantum Chemistry, Vol. ۶, ۲۹۹-۳۳۱.
۱۳) حتی شاید در این جا هم باید در مورد تقلیل لاادری باقی‌ ماند، زیرا خلاف تصور نیست که مکانیک کوانتومی جای خود را به نظریه‌‌ای بدهد که حتی در مواردی که از نظر شیمیایی مورد توجه هستند، یافتن جواب‌های دقیق را ممکن سازد.
۱۴) یکی از ما (اریک اسکری) قبلاً این شکل از تقلیل را «تقلیل پراگماتیک» خوانده است.
Scerri, E. R., &#۰۳۹;Has Chemistry Been At Least Approximately Reduced to Quantum Mechanics?&#۰۳۹;, PSA ۱۹۹۴, Vol. ۱ (East Lansing, Mich.: Philosophy of Science Association), ۱۶۰-۱۷۰.
۱۵) شکست قبلی در قائل شدن چنین تمایزی به آشفتگی زیادی در مورد وضعیت ادعاها در مورد تقلیل شیمی منتهی شده است.
۱۶) جِی فان بریکل در همین شماره برخی از این مسائل را مورد بحث قرار داده است.
۱۷) این ادعا محل بحث است و از جمله رمسی در مقاله‌ی خود آن را مورد بحث قرار داده است.
۱۸) جالب است که به نظر می‌رسد در حوزه‌ی آموزش شیمی به نتیجه‌ی مخالف رسیده‌اند. این نکته که تبیین‌های شیمیایی اغلب به اربیتال‌های الکترونی متوسل می‌شوند به اشتباه به مثابه‌ی دلیلی برای ابتنای عرضه‌ی شیمی بر مکانیک کوانتومی تلقی شده است. این، ارتکاب «مغالطه‌ی اربیتال» است.
E. R. Scerri (۱۹۹۱), &#۰۳۹;Chemistry, Spectroscopy and the Question of Reduction&#۰۳۹;, Journal of Chemical Education, Vol. ۶۸,۱۲۲-۱۲۶.
۱۹) Scerri, E. R., &#۰۳۹;The Evolution of the Periodic Table&#۰۳۹;, Scientific American (forthcoming).
۲۰) طول فاصله‌ی میان عناصر تکرارشونده در سراسر جدول تناوبی ۲، ۸، ۸، ۱۸، ۱۸، ۳۲... است.
۲۱) پرسش از این که آیا مندلیف به دلیل پیش‌بینی‌های خود و نه ذکر ویژگی‌های عناصری که در آن زمان شناخته شده بودند مورد تقدیر قرار گرفته منبع بحث زیادی در میان فیلسوفان علمی بوده است که به بحث در مورد پیش‌بینی و جمع‌آوری داده‌ها به وسیله‌ی نظریه‌‌های علمی علاقمند هستند. چند نمونه را در زیر ذکر کرده‌ایم:
Brush, S. J. (۱۹۸۹) &#۰۳۹;Prediction and Theory Evaluation&#۰۳۹;, Science Vol. ۲۴۶,۱۱۲۴-۱۱۲۹;
Gardner, M. R. (۱۹۸۲) &#۰۳۹;Predicting Novel Facts", British Journal for the Philosophy of Science, Vol. ۳۳, ۱-۱۵;
Lipton, P. (۱۹۹۰) &#۰۳۹;Prediction and Prejudice&#۰۳۹;, International Studies in the Philosophy Of Science, Vol. ۴, ۵۱-۶۵;
Maher, P. (۱۹۸۸) &#۰۳۹;Prediction, Accommodation and the Logic of Discovery&#۰۳۹;, PSA ۱۹۸۸, Vol. ۱ (East Lansing, Mich.; Philosophy of Science Association), ۲۷۳-۲۸۵.
ارزیابی دقیق نقش جدول تناوبی در مورد پیش‌بینی و جمع‌اوری ممکن است مثالی از اهمیت فلسفه‌ی شیمی برای فلسفه‌ی علم باشد (Scerri, Worrall, in preparation).
۲۲) همان گونه که لاودین گفته است: «شاید شایان ذکر باشد که در نظریه‌ی کوانتومی اصل موضوعی قاعده‌ی ساده‌ی انرژی (ترتیب پر شدن اربیتال‌ها) هنوز از اصول اولیه استنتاج نشده است.»
P. O. Löwdin (۱۹۶۹), &#۰۳۹;Some Comments on the Periodic System of the Elements&#۰۳۹;, International Journal of Quantum Chemistry IllS, ۳۳۱-۳۳۴.
از زمانی که لاودین این کلمات را نوشت، این وضعیت تغییری نکرده است.
اخیراً روواری دوباره بر این نکته تأکید کرده است که مکانیک کوانتومی تقلیل واقعی جدول تناوبی را ممکن نمی‌سازد.
D. H. Rouvray (۱۹۹۶), &#۰۳۹;The Surprising Periodic Table: Ten Remarkable Facts&#۰۳۹;, Chemical Intelligencer, July: ۳۹-۴۷.
۲۳) در هر حال دقیقاً روشن نیست منظور هتما و کویپرز از این عبارت چیست.
۲۴) مثلاً نگاه کنید به
Jaegwon Kim (۱۹۸۴), &#۰۳۹;Concepts of Supervenience&#۰۳۹;, Philosophy and Phenomenological Research, Vol. ۴۵(۲), ۱۵۳-۱۷۶.
مجموعه‌ای عالی از مقالات معاصر در مورد فراآیی را می‌توان در نشریه‌ی زیر یافت:
Horgan, T. (۱۹۸۳) (ed.), &#۰۳۹;The Spindel Conference: Supervenience&#۰۳۹;, The Southern Journal of Philosophy, Vol. ۲۲, Supplement.
۲۵) «تقلیل، تبیین و مانند آن‌ها فعالیت‌های معرفتی هستند و صرف این که این هم‌ارزی یا دوشرطی‌هایی «وجود دارند» تضمین نمی‌کند که برای کاربردهای تقلیلی یا تبیینی در دسترس باشند یا در آینده در دسترس قرار گیرند».
J. Kim, &#۰۳۹;Concepts of Supervenience&#۰۳۹;, p. ۱۷۳
جالب است که یادآوری کنیم کیم دیگر فکر نمی‌کند که فراآیی از برنامه‌ی غیرتقلیل‌گرایانه حمایت کند. نگاه کنید به نوشته‌ی او
&#۰۳۹;Mechanism, Purpose, and Explanatory Exclusion&#۰۳۹;, in J. Tomberlin (۱۹۸۹) (ed.), Philosophical Perspectives, Vol. ۳ (Atascadero, Calif.: Ridgeview), ۷۷-۱۰۸.
۲۶) The Southern Journal of Philosophy (۱۹۸۵), Vol. ۲۳, ۹۳-۹۹.
تلر به این پرسش جواب منفی می‌دهد.
۲۷) یکی از ما (لی مک‌اینتایر) پرسش از استقلال قوانین علوم اجتماعی را در فصل ۶ از کتاب Laws and Explanation in the Social Sciences (Boulder, CO: Westview Press, ۱۹۹۶) بررسی کرده است. در این فصل تشابه با شیمی به صراحت مورد بررسی قرار گرفته است.

منبع : باشگاه اندیشه