Pengantar Filsafat Kimia 2

Apa yang kimia Pelajari?

Seperti anak-anak, para Filsuf cenderung mengajukan pertanyaan polos seperti: apa yang kimia pelajari? Pokok permasalahan apa yang secara spesifik membedakan kimia dari ilmu-ilmu lain? Dalam kamus dikatakan bahwa kimia mempelajari tentang zat, reaksi kimia, molekul, dan atom – tetapi apa yang menjadi zat, reaksi kimia, molekul, dan atom serta bagaimana konsep-konsep ini berhubungan satu sama lain? Tidak seperti zat dalam filsafat, suatu zat kimia adalah bagian materi dari berbagai ukuran, bentuk, dan keadaan kesatuan dengan sifat kimia yang jelas dan unik yang secara kualitatif berbeda dari sifat kimia pada zat lain. Sifat kimia suatu zat adalah kemampuannya untuk berubah menjadi zat lain dalam kondisi tertentu dan perubahan dari satu zat ke zat yang lain disebut reaksi kimia. Karena suatu zat didefinisikan melalui reaksi kimia yang spesifik dan reaksi kimia didefinisikan melalui zat tertentu yang terlibat, kami berakhir di  pertanyaan definisi yang melingkar: reaksi mendefinisikan zat dan zat mendefiniskan reaksi. Bisakah kita menghindari lingkaran dengan mengutamakan baik zat maupun reaksi?

Pertanyaan yang tampaknya tidak bersalah tentang apa yang kimia pelajari mendorong kita untuk memutuskan antara dua tradisi metafisik yang bertentangan yakni filsafat zat dan filsafat proses. Para Filsuf zat mengklaim prioritas kepada entitas, benda-benda, atau zat dan memikirkan perubahan, seperti gerak dalam ruang hanya menjadi atribut sekunder dari entitas. Namun dalam kimia, perubahan adalah esensial daripada atribut sekunder dan itu adalah radikal karena melalui reaksi kimia semua berubah secara radikal. Hal ini menunjukkan bahwa filsafat proses akan lebih cocok di sini, karena memberikan prioritas kepada proses dan menganggap entitas hanya sebagai keadaan sementara. Selain itu, para filsuf proses dapat menunjukkan fakta bahwa di alam semesta tidak ada zat kimia yang tetap dan terisolasi, tetapi hanya perubahan kimia yang kekal dari materi. Bagaimanapun, untuk menggambarkan perubahan ini justru kita membutuhkan konsep yang memahami berbagai keadaan perubahan, untuk konsep zat kimia tampaknya paling cocok.

Kimiawan telah memecahkan teka-teki dengan cara yang menyoroti manifold (pipa bermulut banyak) yang digunakan pada percobaan dalam ilmu pengetahuan. Karena, sebagai filsafat proses mengatakan dengan benar bahwa tidak ada zat-zat kimia yang tetap dan terisolasi di alam semesta. Ahli kimia membuatnya di laboratorium dan mengisinya dalam botol, sehingga bahwa zat-zat kimia adalah murni, terisolasi, dan tetap stabil untuk penyelidikan lebih lanjut. Dengan demikian dunia material disesuaikan dengan kebutuhan konseptual. Namun, trik eksperimental bekerja hanya melalui definisi quasi-operasional tentang zat kimia, yang menurutnya zat kimia adalah hasil dari pemurnian sempurna, yang mencakup operasi-operasi termodinamika seperti distilasi. Hal ini terjadi bahwa hanya seperti hasil prosedur pemurnian yang memenuhi definisi zat kimia. Hanya mereka yang telah jelas mendefinisikan sifat-sifat kimia secara jelas dan unik yang secara kualitatif berbeda dari zat lain.[1] Dengan demikian caranya menghasilkan zat yang dicirikan melalui kemampuan perubahan kimianya, yang menggabungkan kedua aspek yakni filsafat zat dan filsafat proses. Setelah zat kimia tersebut dihasilkan, mereka juga dapat dicirikan dan kemudian diakui oleh sifat-sifat lainnya, seperti sifat-sifat optik dan termodinamika.

Kimiawan telah menggunakan strategi eksperimental yang sama untuk mengembangkan  hirarki operasional materi yang secara formal menyerupai hirarki metafisik dikenal sejak Aristoteles. Setiap teknik yang mengambil materi-materi selain mendefinisikan hubungan bagian-keseluruhan antara produk-produk akhir dan materi awal. Dengan demikian, menurut definisi bahwa materi-materi yang dapat diambil selain oleh pemurnian adalah campuran dan materi-materi yang dihasilkan adalah zat-zat komponennya; sementara materi yang tidak dapat dipisahkan adalah zat kimia. Ada dua set lain dari teknik pemisahan bahwa setiap mendefinisikan bagian-keseluruhan berhubungan antara materi. Campuran yang dapat diambil selain menjadi materi-materi yang berbeda dengan cara mekanis, seperti penyortiran atau pemotongan merupakan campuran heterogen, jika tidak itu adalah campuran homogen. Zat kimia yang dapat diambil selain dengan cara kimia, termasuk proses elektrokimia, adalah suatu senyawa, jika tidak itu adalah unsur kimia. Pada saat yang sama pemisahan kimia mendefinisikan komposisi dasar senyawa yang merupakan sifat kimia yang penting. Secara keseluruhan hasil ini secara operasional didefinisikan sebagai hirarki empat tingkat dari unsur-unsur kimia terhadap senyawa, campuran homogen dan heterogen. Hirarki ini memungkinkan karakteristik kedua materi dan perubahan melalui komposisinya pada tingkat yang lebih rendah. Misalnya, senyawa ditandai dengan komposisi unsur dasarnya dan campuran homogen dari komposisi zat-zatnya.

Karena kimia mempelajari tentang perubahan yang radikal, itu perlu berurusan dengan masalah mendasar, seperti gambaran contoh berikut: Asumsikan Anda ingin mencirikan sesuatu melalui perubahan spesifik: selama Anda tidak melakukan perubahan, Anda tidak tahu pasti tentang itu; tetapi sekali Anda telah melakukan perubahan, sesuatu yang Anda inginkan untuk menandai apakah tidak ada lagi? Sekali lagi, teka-teki logis diselesaikan secara eksperimental dalam kimia. Karena materi dari campuran homogen dalam hirarki untuk unsur-unsur yang tidak sesuai dengan ketentuan diubah melalui pemisahan mekanik, seseorang dapat secara mekanis mengambil potongan-potongan kecil dari materi tersebut dan melakukan perubahan tes kimia pada sampel ini. Hierarki operasional menjamin bahwa karakteristik kimia dari semua sampel yang persis sama dengan seluruh bagian materi.

Sejauh ini kita telah berurusan hanya dengan zat-zat dan reaksi-reaksi. Bagaimana dengan atom-atom dan molekul-molekul? Karena secara luas dipahami sebagai komponen-komponen mikroskopis yang benar dari semua material. Banyak yang berpendapat bahwa kimia pada akhirnya mempelajari tentang atom-atom dan molekul-molekul bukan tentang zat-zat. Investigasi zat dan reaksi kimia hanya sarana untuk mengembangkan pemahaman yang lebih baik tentang atom-atom dan molekul-molekul serta perilaku dinamis serta konfigurasi-konfigurasi yang kita anggap sebagai perubahan kimia. Di sisi lain, orang dapat berargumentasi bahwa semua pengetahuan kita tentang atom-atom dan molekul-molekul hanya sarana untuk lebih memahami dan kemudian menjelaskan serta memprediksi perilaku (sifat-sifat) kimia zat. Sementara semua pengetahuan kimia sebenarnya dimulai dengan penciptaan buatan zat kimia murni dan kemudian berlanjut dengan menyelidiknya di laboratorium. Dua posisi berbeda hanya dalam jenis pengetahuan yang mereka mempertimbangkan cara dan akhir-akhir dari kimia.[2] Posisi pertama (yang satu mungkin sebut teoritisme) mengambil pengetahuan zat sebagai sarana untuk pengetahuan tentang atom-atom dan molekul-molekul yang dianggap dan tujuan itu sendiri. Untuk posisi kedua (eksperimentalisme) pengetahuan tentang atom-atom dan molekul-molekul hanya sarana teoritis untuk akhir yang tepat dalam memahami perilaku zat-zat. Dan karena zat yang dihasilkan secara buatan di laboratorium sesuai dengan konseptual kebutuhan kami. Kita juga bisa berasumsi posisi ketiga, yang  disebut realisme dalam arti asli karena tidak seperti idealisme, realisme mengakui perbedaan mendasar antara konsep-konsep dan dunia kami. Posisi ini membutuhkan pengetahuan kita tentang zat-zat, apakah diperkuat oleh pengetahuan teoritis atau tidak, hanya sebagai sarana untuk mengembangkan pemahaman yang lebih baik dari dunia material kami yang berantakan, yang meliputi baik lingkungan alam kita maupun proses kimia yang terjadi di semua jenis industri.

Tentu saja tiga posisi mengekspresikan pandangan berbeda tentang akhir ilmu pengetahuan secara umum, dan mereka biasanya datang dari wilayah ilmu pengetahuan yang berbeda. Di sini, ilmu pengetahuan secara teoritis, eksperimental diterapkan. Namun, dalam kimia perbedaan antara teoritisme dan eksperimentalisme lebih rumit dari saran sebuah buku pengantar kimia. Itu karena tidak ada hubungan satu sama lain antara zat-zat dan molekul-molekul, sehingga setiap zat akan terdiri dari satu jenis molekul. Memang, konsep molekul-molekul bekerja hanya untuk zat-zat tertentu sebagai perkiraan model yang bermanfaat. Jika kita mengasumsikan bahwa zat-zat terdiri dari atom entah bagaimana, dengan model tunggal molekul keluar kelompok-kelompok tertentu dari atom-atom bahwa rata-rata waktu tetap sedikit lebih dekat bersama-sama dengan satu sama lain daripada dengan atom lain. Model ini bekerja sungguh baik dengan banyak zat-zat organik dan gas, tetapi gagal misalnya dengan zat-zat sederhana seperti air, logam, atau garam untuk sebagian besar tujuan. Dalam Air cair satu molekul bisa menghapus ratusan atau ribuan berbagai jenis molekul, tergantung rata-rata keakuratan dan waktu satu molekul tersebut, sehingga air murni akan menjadi campuran molekul kompleks. Pada logam-logam dan garam semua atom tetap bersama-sama dengan cara yang sama sehingga masing-masing bagian akan terdiri dari satu molekul. Oleh karena itu, daripada berbicara molekul, lebih baik berbicara konsep yang lebih umum yakni struktur interatomik zat-zat.

Struktur interatomik zat-zat adalah entitas yang dinamis, bahkan jika kita mengabaikan mekanika kuantum demi kesederhanaan. Untuk mengambil air lagi sebagai contoh, struktur secara terus menerus berubah pada skala waktu kurang dari satu seper detik. Kami mungkin dapat mengidentifikasi beberapa ratus jenis struktur yang lebih disukai yang muncul kembali dalam rata-rata waktu, tetapi tapak lain jika kita hanya sedikit mengubah suhu. Juga baginya zat-zat organik dimana model molekul bekerja dengan baik, jarak interatomik dan sudut berubah dengan suhu. Teoritisme dengan demikian dihadapkan dengan kekeliruan masalah konseptual karena konsep-konsep kimia klasik tidak lagi bekerja. Jika, dalam istilah teoritis, reaksi kimia didefinisikan oleh perubahan struktur interatomik, zat-zat murni akan menjadi campuran kompleks yang mengalami reaksi kimia yang kekal, dan perubahan suhu yang tidak mengubah identitas zat akan mendorong reaksi kimia radikal pada struktur interatomik. Masalah teoritisme adalah bahwa ia tidak memiliki jenis konsep yang berguna, baik untuk entitas maupun proses. Jika konsep-konsep tersebut diperkenalkan berdasarkan perkiraan model, teoritisme akan harus mengakui bahwa kimia pada akhirnya mempelajari modelnya sendiri tentang dunia daripada tentang dunia material itu sendiri, yaitu hanya mempelajari tentang apa yang teoritikus lakukan. Bandingkan dengan eksperimentalisme yang tidak hanya dapat mengakui model-model seperti alat-alat intelektual yang berguna tetapi juga bisa mengklaim bahwa konsep-konsepnya sendiri secara sempurna sesuai setidaknya bagian dari dunia material, bahkan jika bagian yang dihasilkan secara buatan di laboratorium.

Namun juga eksperimentalisme bernada kepuasan diri karena ia menciptakan dan fokus pada sistem laboratorium yang paling sesuai dengan kerangka konseptualnya. Jika tujuan ilmu adalah untuk memahami dunia bahwa kita semua hidup didalamnya, maka realisme adalah posisi hanya dapat hidup (layak), sehingga penyelidikan laboratorium teoritis dan eksperimental adalah sarana hanya berguna untuk tujuan.[3]Itu bahkan lebih penting, jika kimia, banyak pikir tentang pengembangan pemahaman tentang dunia material kita dalam keteraturan untuk memperbaikinya sesuai dengan kebutuhan manusia.


[1] Bagaimanapun, ada beberapa pengecualian, seperti biasa dalam dunia kimia, terutama yang disebut berthollides (untuk lebih jelasnya, lihat Schummer 1998). Di sisi lain, pendekatan kuasi-operasional memungkinkan memecahkan teka-teki filosofis jenis alam.

[2] Dalam filsafat ilmu dua posisi kadang-kadang disebut realisme ilmiah dan instrumentalisme, yang dalam pandangan saya adalah istilah yang menyesatkan, karena kedua pandangan masing-masing instrumentalis mengenai jenis pengetahuan lainnya.

[3] Catatan bahwa teoritisme, eksperimentalisme, dan realisme juga berbeda berkaitan dengan pertanyaan awal kita, jika entitas atau proses memiliki prioritas ontologis. Sejak atomisme kuno, setidaknya sebelum mekanika kuantum teoritisme memiliki filsafat zat yang selalu disukai dan mencoba untuk mereduksi setiap perubahan gerak dalam ruang. Eksperimentalisme menggabungkan kedua filosofi zat dan filosofi proses serta eksperimen menyesuaikan bagian dari dunia material dengan kebutuhan konseptual filsafat zat, sedangkan realisme dipaksa untuk mengakui kehadiran perubahan.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: