Лорен Грэхэм - Естествознание, философия и науки о человеческом поведении в Советском Союзе

Уэланд снова и снова напоминал читателям, что резонанс нужно рассматривать не как какой-либо вид осцилляции между различными структурами, а как слово, относящееся к молекуле в перманентном гибридном состоянии [706]. «Резонанс имеет смысл только в связи с частным способом приближения к истинному положению, и нужно постоянно следить за тем, чтобы не приписать различным резонансным структурам физический смысл, которого они не имеют» [707]. Полинг по этому поводу заметил: «Мы можем сказать… что молекула не может быть удовлетворительно представлена любой отдельно взятой структурой валентной связи и оставить попытки связать ее структуру и свойства со структурой и свойствами других молекул. Но, используя структуры валентной связи как основу обсуждения, мы с помощью понятия резонанса можем дать объяснение свойствам молекулы, прямо и просто оперируя свойствами других молекул. Для нас удобно, по практическим соображениям, говорить о резонансе молекул среди нескольких электронных структур» [708].

Согласно теории резонанса, связи между атомами углерода в бензоле не являются ни двойными, ни одинарными, а как бы связью между ними, грубо описываемой как 1 1/2 или 1 1/3 связь. Такое описание подтверждается электронной диффракцией и инфракрасными спектроскопическими исследованиями, показывающими, что если расстояние между атомами углерода с одинарной связью равно 1,54 ангстрем, а с двойной связью — 1,33 ангстрем, то измерение для связей бензола дает 1,40, то есть между измерениями для одинарной и двойной связи [709].

Хотя, как подчеркивал Полинг, теория резонанса не опирается концептуально на квантовую механику, тем не менее при расчете определенных свойств молекул, таких, как стабильность во время реакции, применяется квантовомеханический метод вычислений. Волновая функция или уравнение Шредингера записывается для каждой из идеальных или резонансных структур, и тогда волновые функции объединяются в простую линейную форму, то есть путем простого сложения, учитывая фактор взвешивания, приложенный к каждому уравнению и зависящий от количества «влияния», которое каждая идеальная структура осуществляет.

Теория резонанса и ее разработка Полингом были известны в Советском Союзе задолго до второй мировой войны; много лет прошло, прежде чем теория химических связей привлекла какое-либо специальное внимание. Теория резонанса стала популярной среди химиков в Советском Союзе. Выдающиеся химики, такие, как А.Н. Несмеянов [710], Р.X. Фрейдлина, Д.Н. Курсанов [711], Е.Н. Прилежаева [712], М.И. Кабачник [713]и многие другие, применяли теорию резонанса в своих исследованиях и в своих публикациях. В 1946 г. два советских химика, о которых мы еще довольно много услышим, Я.К. Сыркин и М.Е. Дяткина, выдвинули свой собственный подход к теории резонанса в книге «Химическая связь и структура молекул», которую Полинг отметил как «отличную работу» [714]. Он добавил, что, с его точки зрения, Сыркин и Дяткина были «одними из способнейших (химиков) в современной России» [715]. Книга этих двух авторов была принята Министерством высшего образования СССР как учебное пособие для химических факультетов университетов и получила широкое распространение. Впоследствии она была переведена на английский язык для использования в Соединенных Штатах [716]. Через год после опубликования собственной книги Сыркин и Дяткина перевели книгу Полинга «Природа химической связи» на русский язык; в течение следующего года они снова вдвоем работали над переводом книги Уэланда «Теория резонанса и ее применение к органической химии», причем редактором был Сыркин, а переводчиком — Дяткина.

Полемика о резонансе была начата ревностным, честолюбивым, но не имеющим признания химиком Г.В. Челинцевым, которого позже осудили в попытке завоевать то верховное положение в химии, которое было у Лысенко в биологии. Хотя окончательный исход спора отличался от того, к чему призывал Челинцев, но этот химик оставался центральной фигурой на всем протяжении полемики в последующие годы.

Будучи профессором Военной академии им. Ворошилова и специалистом по приемам ведения химической войны, Челинцев опубликовал в 1949 г. книгу под названием «Очерки по теории органической химии», в которой предлагал объяснять молекулярную структуру, не используя приближенные методы квантовой механики и при помощи только одной формулы для каждого соединения [717]. В частности, он заявил, что формула бензола должна выводиться не на основе ковалентных связей, а на основе электровалентных или ионных связей [718]. Челинцев представил бензол следующим образом:

Пунктирная линия означает, по Челинцеву, «размазывание» электронного заряда. По его представлению, в бензоле вообще не существовало двойных связей. Он утверждал, что теория резонанса была не только методологически бесплодной, но также вводила в химию механистические понятия, заполняя пробел человеческого знания нереалистичным, но удобным механистическим описанием.

Появление книги Челинцева подняло теорию резонанса до уровня философской дискуссии времен идеологической воинственности в Советском Союзе. Использование теорией резонанса множественных идеальных структур, которое Челинцев назвал механистическим, сделало эту теорию уязвимой для критики с философских позиций. То, что теория резонанса может рассматриваться как философски несостоятельная не только Челинцевым, но и другими авторами, стало ясно после публикации осенью 1949 г. В.М. Татевским и М.И. Шахпароновым статьи «Об одной махистской теории в химии и ее пропагандистах» [719]. Эти два автора особенно критиковали положение Уэланда о резонансе как об умозрительной концепции, которая «не отражает какого-либо внутреннего свойства самой молекулы, а является математическим способом, изобретенным физиком или химиком для собственного удобства» [720]. В таком случае можно было бы критиковать философские следствия, вытекающие из этого заявления, а не саму теорию резонанса. Можно легко утверждать, в духе реалистической философии, что резонансные структуры имеют некоторое, возможно совершенно косвенное, отношение к действительной структуре молекулы, но что это отношение остается скрытым. До тех пор, пока не получена информация о действительной структуре, теория резонанса может быть использована без необходимого принятия философских замечаний Уэланда. Вместо этого Татевский и Шахпаронов заявили, что философски некорректно описывать молекулы в терминах идеальных структур, которые оказываются физически непостижимыми. Согласно этим авторам, изначальным недостатком теории резонанса было то, что она использовала более одной структуры. Одновременно утверждая, что не происходит взаимопревращения форм. Таким образом, теория резонанса была «разведена с реальностью». Татевский и Шахпаронов утверждали, что Уэланд и Полинг пытались прикрыть свое незнание истиной природы молекул искусным построением, содержащим ложные философские допущения. «Теория резонанса может служить одним из примеров того, как враждебные марксистскому мировоззрению махистские теоретико-познавательные установки приводят буржуазных ученых и их последователей к лженаучным выводам при решении конкретных физических и химических проблем» [721].