Arsip untuk Filsafat Kimia

Mempelajari “Ilmu Khusus”

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , , , , on Juli 8, 2011 by isepmalik

Secara singkat telah dibahas pentingnya isu Filsafat Kimia yang telah dimunculkan oleh topik-topik seperti reduksionisme, eksplanasi, hukum, dan supervenien dalam perdebatan yang ada di dalam Philosophy of Mind dan Filsafat Ilmu Sosial. Apa yang bisa ilmu-ilmu khusus pelajari dari kasus kimia tersebut?

 

Sumber ketertarikan dari filsuf philosophy of mind atau filsuf ilmu sosial terhadap filsafat kimia adalah untuk mengetahui bahwa dari sudut pandangan tertentu kimia bisa dianggap sebagai “ilmu khusus”. Telah tumbuh kesadaran pada saat sekarang bahwa apa yang sebelumnya dianggap sebagai kasus yang relatif tidak kontroversial seperti ketergantungan ontologis akan menimbulkan masalah yang sama dalam redusibilitas, otonomi eksplanasi (nomologikal dan sebaliknya) pada tingkat menengah, dan kelayakan supervenien yang memerlukan waktu cukup panjang dalam perdebatan tradisional philosophy of mind dan filsafat ilmu sosial.

 

Bagaimanapun, kimia telah mengilhami munculnya kasus paradigma konseptual, atau dukungan tegas terhadap otonomi hukum dalam ilmu sekunder. Poin penting di sini adalah bahwa mereka yang tertarik dalam perdebatan tentang ketergantungan mental pada fisik, kesesuaian atau kemungkinan hukum ilmiah sosial, dan implikasi dari supervenien harus banyak belajar dari kimia. Atas semua itu, tidak diragukan bahwa secara ontologis sains memiliki ketergantungan pada fisika. Kimia sendiri tidak terlalu inten dalam wacana “kekuatan vital”, “kesadaran”, atau “intensionalitas” yang diperdebatkan dalam hukum perkembangan dan biologi evolutif atau ilmu-ilmu sosial. Namun, menyangkut sifat murni materi antara kimia dan fisika tercatat banyak isu—seperti supervenien atau eksplanasi otonomi hukum—yang dipelajari dalam bentuk paling murni. Apakah ketergantungan ontologis yang kuat tidak hanya memungkinkan otonomi epistemologis, tetapi juga menunjukkan bahwa dalam beberapa kasus eksplanasi non-reduksi lebih disukai? Jika kausalitas ditetapkan pada tingkat dasar, apakah ini menunjukkan bahwa eksplanasi nomologikal yang tidak tereduksi tidak dapat diberikan pada tingkat menengah? Bernilaikah konsep supervenien untuk memelihara ketergantungan saat mendukung materi yang tidak tereduksi?

 

Pertanyaan-pertanyaan seperti itu dapat dianalisis dalam bentuk paling murni pada filsafat kimia, selanjutnya diaplikasikan kembali ke perdebatan ilmu-ilmu khusus, misalnya ilmuwan akan bertanya: Apakah jenis konseptual yang tidak tereduksi telah mendukung filsafat kimia untuk mempermudah ke perdebatan philosophy of mind? Apakah saran yang satu dapat mendukung eksplanasi nomologikal otonom dalam kimia yang secara ontologis masih ada ketergantungan pada fisika, dan apakah hal itu menyiratkan bahwa ada hukum-hukum dalam ilmu sosial?[1]Pertanyaan seperti itu merupakan salah satu sumber ketertarikan para filsuf terhadap filsafat kimia. Mereka tidak lagi puas hanya menampilkan contoh menarik dari kimia untuk mendukung kesimpulan apapun yang diinginkan dalam perdebatan tentang ilmu sekunder. Kita menganjurkan bahwa banyak konsep-konsep itu sendiri memiliki kekayaan yang dapat dihargai dengan mempertimbangkan fakta-fakta hubungan unik antara kimia dan fisika.


[1] Lee McIntyre mengeksplorasi pertanyaan tentang otonomi hukum-hukum ilmu sosial dalam “Laws and Explanation in the Social Sciences” (Boulder, CO: Westview Press, 1996).

Apakah Kimia Muncul Setelah Fisika?

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , , , , on Juli 7, 2011 by isepmalik

Mempertimbangkan jawaban pertanyaan di atas, kita perlu memeriksa lebih khusus “tanda” tentang supervenien kimia di dalam fisika. Menurut argumen supervenien umum, kita menganggap bahwa jika dua senyawa kimia “dibangun” dari partikel elementer dalam sebuah cara yang identik, mereka akan berbagi “tanda” yang sama (antar sifat makroskopisnya). Ini adalah klaim filosofis yang dapat diperiksa berkenaan dengan apa yang dikenal secara empiris tentang tanda-tanda kimia. Argumen supervenien menyatakan pula bahwa jika dua senyawa berbagi tanda properti makroskopis yang sama, kita tidak bisa serta merta menyimpulkan bahwa komponen-komponen mikroskopis dari senyawa yang terbentuk akan identik. Saya tidak mengusulkan untuk memberikan analisis artistik dalam tanda-tanda kimia, tapi akan membatasi untuk beberapa masalah filosofis umum yang relevan sebagai salah satu keabsahan untuk Filsafat Kimia.

 

Akan muncul dua kemungkinan yang berlawanan:

 

(1) Mengapa kita siap untuk menerima gagasan bahwa dua senyawa yang memiliki tanda yang sama tidak memiliki struktur mikro yang identik? Mungkinkah karena tanda adalah konsep samar-samar yang susah dikuantifikasi? Namun, tanda memang konsep yang jelas dalam kimia dan sesuai dengan komentar sebelumnya tentang eksplanasi kimia, eksplanasi tersebut tidak dapat direduksi tanpa meninjau fisika bila dibandingkan dengan beberapa data kimia yang tampak rentan terhadap aproksimasi reduksi.

 

Di sisi lain, jika tanda yang diberikan berupa kuantitatif dengan beberapa preduksi di masa depan, maka dibenarkan untuk meyakini bahwa dua zat yang berbagi data numerik yang sama mengenai tingkat penandaan harus berbagi pada level mikro yang sama persis. Dengan kata lain, kita berharap reduksi data berupa tanda hanya yang masuk akal untuk aproksimasi reduksi energi dari molekul. Untuk mereduksi aspek tanda kimia kemudian klaim asimetri pada argumen supervenien akan difalsifikasi dalam kasus ini.

 

(2) Intuisi yang mengikuti tanda akan mengarah kepada kesimpulan berlawanan, di satu sisi ingin menegakkan semangat umum mengenai tanda-tanda fisik suatu senyawa, dan sisi lainnya khusus untuk menegakkan klaim asimetri.

 

Tanda adalah properti agak aneh, untuk mempersepsinya diperlukan mekanisme  lock dan key dimana bentuk molekul tertentu akan memicu reseptor tanda tertentu, dan dengan demikian menghasilkan sensasi tanda tertentu. Dilihat dengan cara ini, terlihat bahwa dua molekul berbeda yang berbagi sisi rantai molekul yang sama (yang diperlukan untuk memicu reseptor tanda tertentu) akan terlepas dari struktur molekulnya. Pandangan ini menunjukkan bahwa tanda yang sama memang muncul dari molekul berbeda yang memiliki komponen mikroskopis berbeda.

 

Pertanyaan seperti itu dapat dijawab lebih definitif oleh ahli biokimia dan neurofisiologi. Tapi apapun simpulannya, pertanyaan tentang supervenien kimia pada fisika justru tergantung pada fakta empiris dan kesimpulan yang akan diambil dari kasus-kasus seperti di atas, bukan dari pandangan filosofis yang lebih umum tentang kimia dan fisika. Memang, jika dugaan supervenien kimia pada fisika dimaksudkan untuk memberikan contoh bagi hubungan supervenien (dengan demikian uji kasus akan ketat untuk pertanyaan yang lebih jauh jangkauannya dari supervenien biologi pada fisika, atau keadaan mental pada keadaan fisik) bekerja lebih mendalam dalam rangka membentuk argumentasi Filsafat Kimia.

 

Jadi, sekarang dapat dikatakan terdapat dua simpulan berikut: (1) seharusnya ada penelitian lebih mendalam sebagai basis internalisasi “Filsafat Kimia” dalam beberapa perdebatan paling penting dalam filsafat ilmu, dan (2) banyak yang harus dipelajari dari simpulan kasus kimia untuk perdebatan lainnya tentang “sains khusus”. Pada bagian berikutnya, secara singkat akan dibahas beberapa isu-isu yang melahirkan Filsafat Kimia diantaranya Filosofi of Mind dan Filsafat Ilmu Sosial.

Hukum (2)

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , , , on Juni 30, 2011 by isepmalik

Namun demikian, Mendeleev menganggap hukum periodiknya tidak bisa mentolerir setiap pengecualian seperti setiap penyimpangan dari urutan unsur menurut berat atom. Misalnya, dalam kasus unsur telurium dan iodium, ia memprediksikan bahwa berat atom dari kedua unsur tersebut tidak tepat karena nilai yang tersedia menyarankan urutan sebaliknya dengan apa yang ditentukan oleh sifat kimia. Lebih khusus, telurium menunjukkan berat atom yang lebih tinggi sesuai dengan nilai-nilai yang kemudian diukur dan urutan unsur berdasarkan fitur ini akan menempatkan telurium dalam kelompok kimia yang sama seperti fluorium, klorium, dan bromium, di mana hal itu tidak termasuk dalam periodisitas yang dipakai kimia. Ternyata, pembalikan urutan menurut Mendeleev itu benar tetapi alasan yang digunakan tidak tepat. Berat atom itu sebenarnya telah mendekati ketepatan, tetapi urutan unsur lebih baik ditempatkan berdasarkan nomor atom setiap unsur. Skema urutan unsur disempurnakan oleh hasil kerja Moseley pada tahun 1912, dan ketepatan yang utama terletak pada komplikasi campuran isotop yang terjadi pada unsur-unsur kimia yang paling utama.

 

Mendeleev berkeyakinan bahwa hukum periodiknya dapat digunakan untuk memprediksi keberadaan beberapa unsur baru dan sifat senyawanya, serta untuk mengoreksi bobot atom dari beberapa unsur yang sudah diketahui. Namun demikian, sejarawan dan penulis buku kimia terlalu menekankan aspek prediksi dalam hukumnya. Kemampuan Mendeleev untuk mengakomodasi unsur-unsur yang sudah dikenal telah berkontribusi positif dalam sistem periodik. Sebagai contoh, kutipan yang menyertai dirinya dianugerahi Medali Davy oleh Royal Society London tidak menyebutkan apapun dari ramalannya[1] (Scerri, 1996).

 

Memang, alasan utama mengapa Mendeleev harus diapresiasi atas penemuan periodisitas kimia adalah karena ia berhasil meningkatkan hukum berkala kepada status hukum alam, serta menghabiskan sisa hidupnya untuk memeriksa konsekuensi dan mempertahankan validitasnya. Ini bukan tugas sederhana karena sistem periodik sering ditantang penemuan-penemuan unsur-unsur baru berikutnya. Sebagai contoh, pada tahun 1913 Ramsey dan Rayleigh menemukan unsur argon yang diikuti oleh sejumlah gas mulia lainnya. Nama unsur ini berasal dari perbedaan ekstrim mereka ketika masuk ke dalam kombinasi kimia dengan unsur-unsur lain, sebuah fakta yang membuat beberapa ahli kimia menunjukkan bahwa mereka bahkan tidak termasuk dalam tabel periodik. Unsur-unsur gas mulia tidak pernah diprediksi oleh Mendeleev atau orang lain dan hal itu membutuhkan lima tahun usaha keras kimiawan dan fisikawan sebelum unsur gas mulia akhirnya berhasil diakomodasi ke dalam tabel periodik. Hal ini dilakukan dalam bentuk kolom baru yang terletak antara halogen dan logam alkali.

 

Singkatnya, saya berpendapat bahwa hukum periodik dapat disebut sebagai salah satu hukum dalam kimia dan tidak terdapat pengecualian untuk itu. Namun, sifat hukum tersebut berlaku sedemikian rupa sehingga tidak dapat dipelajari oleh hubungan numerik sederhana,[2] dan bentuk keteraturan itu tidak dapat disajikan dengan konsep non-kimia. Hukum ini menyatakan bentuk perkiraan antara sifat-sifat unsur dan senyawanya. Tetapi jika salah satu upaya untuk mengungkapkan bentuk hukum ini secara numerik, maka hubungan yang ditemukan hanya bersifat aproksimasi. Hukum periodik berdiri sebagai hukum otonom kimia. Saya tidak setuju dengan Hettema dan Kuipers yang mengklaim bahwa tabel periodik telah direduksi menjadi “teori atom”[3] (Hettema dan Kuipers, 1988). Klaim ini keliru didasarkan pada kenyataan bahwa unsur-unsur dalam setiap kelompok cenderung untuk berbagi konfigurasi dalam kulit luar yang sama. Namun ada pengecualian untuk model ini, sebuah konfigurasi tertentu tidak perlu dan tidak cukup untuk memasukkan suatu unsur dalam kelompok tertentu dari tabel. Reduksi tabel periodik dalam pandangan saya berarti kemampuan untuk menghitung jumlah energi atau properti lain dari atom dalam tabel periodik. Reduksi merupakan bentuk terbaik aproksimasi yang tunduk pada pembatasan seperti pemecahan masalah struktur kompleks oleh persamaan Schrodinger.


[1] Pertanyaan apakah ketepatan Mendeleev membuat prediksi bukan untuk mengakomodasi sifat-sifat unsur yang dikenal pada saat itu telah menjadi sumber diskusi di kalangan filsuf ilmu yang tertarik pada perdebatan mengenai prediksi dan akomodasi data dengan teori-teori ilmiah. Contohnya dalam: Brush, S. J. (1989) ‘Prediction and Theory Evaluation’, Science Vol. 246, hal: 1124-1129; Gardner, M. R. (1982) ‘Predicting Novel Facts”, British Journal for the Philosopy of Science, Vol. 33, hal: 1-15; Lipton, P. (1990) ‘Prediction and Prejudice’, International Studies in the Philosophy of Science, Vol. 4, hal: 51-65; Maher, P. (1988) ‘Prediction, Accommodation and the Logic of Discovery’, PSA 1988, Vol. 1 (East Lansing, Mich.; Philosophy of Science Association), hal: 273-285. Evaluasi yang tepat tentang peran tabel periodik tentang prediksi dan akomodasi data adalah salah satu contoh dari relevansi filsafat kimia yang terdapat dalam filsafat ilmu (Scerri, Worrall, dalam Preparation).

[2] Lowdin menulis, “Itu mungkin luar biasa yang terdapat dalam aksioma teori kuantum, tapi aturan energi yang sederhana (urutan pengisian orbital) bukan berasal dari prinsip-prinsip pertama”. Lowdin (1969), ‘Some Comments on the Periodic System of the Elements’, International Journal of Quantum Chemistry IIIS, hal: 331-334. Tidak ada perubahan situasi sejak Lowdin menulis kata-kata tersebut. Baru kemudian Rouvray kembali menekankan bagaimana mekanika kuantum tidak memberikan reduksi yang benar mengenai tabel periodik D. H. Rouvray (1996), ‘The Surprising Periodic Table: Ten Remarkable Facts’, Chemical Intelligencer, July: hal: 39-47.

[3] Bagaimanapun, menurut saya tidak jelas apa maksud frase dari Hettema dan Kuipers ini.

Studi Kasus Filsafat Kimia (4)

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , , , , , on Juni 7, 2011 by isepmalik

Reduksionisme (3)

Namun, kita harus berhati-hati membedakan antara “reduksi kuantitatif”[1] dan apa yang disebut “reduksi konseptual”.[2] Perbedaan seperti ini pernah dibahas dalam filsafat kimia oleh penulis buku mengenai reduksi kimia bernama Hans Primas:

Banyak perhitungan sangat canggih yang dirancang beberapa peneliti terkemuka di bidang ini untuk mengekstrak sejumlah wawasan teori kuantum. Untuk molekul sederhana, perjanjian antara data hitung dan data ukur telah diperoleh. Namun, konsep ikatan kimia tidak dapat ditemukan di dalam perhitungan ini. Kita dapat menghitung energi ikatan tanpa pernah mengetahui apa ikatan tersebut! (Primas, 1983).

Ini adalah reduksi konseptual yang relevansinya lebih besar dalam pembahasan ini. Reduksi konseptual kita maksudkan sebagai upaya untuk mereduksi konsep-konsep kimia seperti komposisi, ikatan, dan struktur molekul.[3] Dalam kasus ini kita tidak diharuskan untuk mengadopsi pendekatan agnostik karena berhubungan dengan kondisi ilmu pengetahuan sekarang. Sebaliknya, klaim kita bahwa bentuk reduksi secara prinsip tidak memungkinkan karena sifat dari konsep itu sendiri. Artinya, konsep komposisi, ikatan, dan struktur molekul tidak dapat diungkapkan kecuali pada level kimia.

Misalnya, Mario Bunge menyatakan bahwa konsep komposisi kimia tidak bisa direduksi menjadi fisika. Bunge menulis,

Secara sekilas memang kimia termasuk dalam fisika karena sistem kimia tampaknya merupakan kelas khusus dari sistem fisika. Tapi kesan ini keliru, karena sistem kimia adalah komponen daripada sistem itu sendiri yang segera muncul (meskipun dijelaskan) dengan tambahan properti sifat fisika. (Bunge, 1982).

Sebagai contoh, Bunge mengutip bahwa properti yang segera muncul memiliki komposisi perubahan dalam perjalanan waktu. Komponen atom dan molekul tidak menunjukkan sebagai properti komposisi ini. Primas, seperti dikutip sebelumnya, mengatakan bahwa kita dapat menghitung sifat molekul tertentu, tetapi tidak bisa menunjukkan ekspresi matematika yang dapat diidentifikasi dengan ikatan. Konsep ikatan kimia tampaknya akan hilang dalam proses reduksi (Primas, 1983).

Contoh lainnya sebagaimana dikatakan Woolley bahwa struktur kimia tidak dapat ditemukan pada formalisme mekanika kuantum murni yang akan diaplikasikan pada sistem kimia. Ia juga memberitahu kita bahwa “struktur” dapat ditanamkan dengan menggunakan pendekatan Born-Oppenheimer (Woolley, 1978). Pendekatan Born-Oppenheimer dapat digunakan dalam perhitungan untuk mencari solusi, tetapi dalam beberapa kasus seperti eksperimen balok molekuler, kita dapat melakukan perhitungan yang lebih akurat dengan mengabaikan pendekatan Born-Oppenheimer. Menurut Woolley, konsep struktur molekul tidak muncul pada tingkat mekanika kuantum.[4]

Dalam setiap kasus yang dikutip, kita menemukan konsep-konsep kimia yang tak tereduksi. Jadi, mungkin saja hubungan mendasar kimia tergantung pada yang fisika; namun, sangat tepat untuk menolak eksplanasireduktif dalam beberapa kasus dimana konsep yang kita kerjakan itu sendiri mungkin akan hilang dalam persyaratan teoritis ilmu-ilmu primer. Artinya, kita mengakui fakta ketergantungan ontologis kimia pada fisika, namun reduksi secara epistemologis kimia pada fisika masih sangat jauh.


[1] Eric Scerri menyebut bentuk reduksi sebagai “reduksi pragmatis”. Scem, ER., ‘Has Chemistry Been At Least Approximately Reduced to Quantum Mechanics?’, PSA 1994, Vol. 1 (East Lansing, Mich.: Philosophy of Science Association), hal 160-170.

[2] Kegagalan sebelumnya untuk menggambarkan perbedaan menghasilkan banyak kebingungan mengenai status klaim tentang reduksi kimia.

[3] Beberapa isu yang didiskusikan di sini dapat dilihat dalam artikel yang dibuat oleh J. van Brakel.

[4] Klaim kontroversial masih diperdebatkan antara lain dalam artikel yang dibuat Ramsey.

Studi Kasus Filsafat Kimia (3)

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , , , , , on Juni 5, 2011 by isepmalik

Reduksionisme (2)

Kita meyakini bahwa perspektif ini agak ekstrim pada reduksi kimia, situasi ini menandakan reduksi yang tidak lengkap. Di satu sisi, kegagalan reduksi ini sangat mudah disadari dengan menganggap bahwa penerapan persamaan Schrodinger untuk sistem yang sederhana seperti atom helium merupakan pintu kepada masalah lainnya. Solusi untuk masalah benda kompleks tentu memerlukan perkiraan seperti yang terkenal dalam fisika. Fakta yang menyedihkan untuk kimia bahwa persamaan Schrödinger merupakan solusi yang tepat hanya untuk atom hidrogen. Sistem ini tidak menarik bagi “kimiawan nyata” yang serius memikirkan unsur-unsur sisa yang berjumlah seratus atau lebih dalam tabel periodik. Jika kita membatasi perhatian pada unsur hidrogen, ahli kimia lebih sering tertarik kepada molekul hidrogen diatomik (H2) daripada atom hidrogen yang sangat reaktif.

 

Meskipun keniscayaan pentingnya aproksimasi dalam kimia dikesampingkan, orang-orang berargumen dengan mengatakan masih bisa mencari mengenai seberapa baik pendekatan sebenarnya. Pernyataan ini harus didekati agak lebih teliti dan kita menyarankan bahwa sikap kritis harus diadopsi terhadap klaim yang dibuat oleh para praktisi di lapangan. Secara leluasa percobaan dilakukan oleh ahli kimia kuantum komputasi pada aspek teknis tertentu yang mendasari pekerjaan komputasional. Perkiraan yang digunakan dalam kimia kuantum komputasi melibatkan ekspansi fungsi gelombang—dalam cara yang sama—sebagaimana analisis Fourier yang berusaha untuk mewakili fungsi kompleks sebagai rangkaian tak terbatas yang terpisah. Fakta sederhana dari masalah ini adalah seseorang dapat memperoleh model fungsi kompleks untuk hampir semua tingkat presisi. Dengan menambahkan fleksibilitas yang lebih besar kepada fungsi gelombang—sesuatu yang selalu bisa dibenarkan secara post hoc (melihat data)—seseorang dapat memperoleh aproksimasi semakin lebih baik dengan data eksperimen yang diamati untuk dicobakan pada saat perhitungan.

 

Harus diakui, bila ada ketepatan cukup besar yang menunjukkan bahwa perhitungan tertentu bekerja dengan baik dalam kasus uji tertentu, maka pendekatan yang sama dapat diadopsi untuk situasi eksperimental yang tidak diketahui. Namun, pendekatan yang disebut sebagai “ metode kalibrasi ab initio” dipandang adil bila dikritik dengan alasan yang sama seperti yang kita bahas sebelumnya dalam kasus perhitungan semi empiris.[1] Kedua prosedur tersebut melibatkan impor data dari tingkat fakta yang harus direduksi menjadi teori reduksi.

 

Ada beberapa langkah yang dapat diambil untuk memperkirakan ketepatan perhitungan secara independen dari data eksperimental dan yang demikian menggunakan perhitungan reliabilitas yang lebih besar; tetapi ini merupakan prosedur sangat sulit dan banyak kimiawan kuantum komputasi menjadi jengkel ketika mengecek bagian prosedur internal.[2]

 

Pada dasarnya, perkiraan internal ini untuk menentukan batas atas dan bawah dalam perhitungan properti tertentu seperti energi dari molekul. Masalah muncul karena adanya variasi metode yang terletak di jantung pendekatan yang paling dapat memberikan perkiraan batas atas untuk energi, perhitungan sistematis dari batas bawah masih menjadi masalah terbuka di kimia kuantum.[3]

 

Jadi, kita dapat melihat contoh dari penjelasan atau lebih tepatnya perhitungan fakta kimia dari prinsip-prinsip pertama bahwa ada banyak kesulitan untuk reduksionistik yang dihadapi kimia komputasi. Tentu saja kimia berkaitan dengan berbagai penjelasan yang jauh lebih luas daripada hanya menghitung properti tertentu seperti momen dipol atau sudut ikatan. Bila sudah merasa puas hanya dengan gagasan reduksi kimia pasti akan mengadopsi sikap yang sempit tentang reduksi epistemologis. Namun, kesulitan yang disebutkan di atas mengungkapkan kelemahan pendekatan yang digunakan dalam kimia tidak seperti penjelasan teoritis yang dipakai dari fisika.

 

Kita menyimpulkan bahwa reduksi kuantitatif sebagai upaya yang paling terbuka di reduksi kimia belum tercapai. Namun, kita mencatat bahwa kegagalan untuk mencapai batas atas dan bawah secara simultan untuk perhitungan ab initio akhirnya dapat diatasi. Pemecahan masalah ini memungkinkan untuk berbicara tentang reduksi yang bersifat kuantitatif dalam kimia seperti energi molekul atau sudut ikatan. Bagaimanapun, reduksi keseluruhan akan tetap tercapai, karena sebagaimana disebutkan di atas, persamaan Schrodinger hanya memiliki solusi yang tepat dalam kasus atom hidrogen.[4]


[1] Kebanyakan praktisi kimia kuantum tidak menganggap hal ini sebagai kritik serius dan terus memberi label metode sebagai ab initio meskipun mereka tidak begitu ketat berbicara dalam arti yang diinginkan.

[2] Handy, N., (1992), ‘Pople and Boys’, Chemistry in Britain 28, hal 709-709.

[3] Weinhold, F., (1972), ‘Upper and Lower Bounds to Quantum Mechanical Properties’, Advances in Quantum Chemistry, Vol. 6, hal 299-331.

[4] Di sini yang harus tetap adalah reduksi tentang agnostik, karena tidak terbayangkan bahwa mekanika kuantum akan digantikan oleh sebuah teori yang menjadi solusi tepat dalam kasus-kasus kimia yang menarik.

Studi Kasus Filsafat Kimia (2)

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , on Juni 1, 2011 by isepmalik

Reduksionisme (1)

Masalah yang paling tepat untuk memulai analisis adalah isu reduksionisme, karena berhubungan unik secara ontologis antara kimia dan fisika. Memang, hal itu merupakan kedekatan hubungan yang mungkin menyebabkan banyak filsuf menganggap bahwa reduksi kimia kepada fisika sepele dan tak terelakkan. Tapi, apakah kimia memiliki kasus paradigma untuk reduksionisme? Jika demikian, mengapa begitu banyak kimiawan (dan ahli fisika) tidak memperhatikan masalah kimia bersama dengan ahli fisika? Atau, apakah hubungan antara kimia dan fisika bukan menyoroti masalah bersama meskipun secara ontologis saling ketergantungan? Apakah kita hanya ingin melestarikan otonomi epistemologis dan subjek asli dengan jelas?

Tentu saja, harus dimulai dengan menyatakan apa yang dimaksud dengan istilah “reduksi” dan apa yang menjadi beberapa masalah yang dihadapinya.[1] Pertama-tama, kita tidak akan mengulas terutama yang berkaitan dengan ketergantungan ontologis kimia pada fisika. Kita percaya bahwa ketergantungan ontologis kimia pada fisika merupakan hasil kesimpulan pada masa lalu. Sebaliknya, perhatian kita fokus pada epistemologi reduksi dari kimia ke fisika—dengan pertanyaan, apakah deskripsi kimia dapat direduksi menjadi gambaran paling mendasar oleh fisika, yaitu mekanika kuantum—dengan konsekuensi penjelasannya.[2]

Perdebatan tentang reduksi memiliki sejarah panjang dan bertingkat dalam filsafat ilmu, dan perdebatan terus terjadi yang menghasilkan pemahaman berbeda-beda.[3] Pandangan tentang reduksionisme telah dilakukan Ernest Nagel, klasik tetapi masih banyak dianut, dalam bukunya The Structure of Science.[4] Bentuk reduksi Nagel melibatkan aksiomatisasi dari teori dan pemeriksaan hubungan formal diantara versi teori-teori aksiomatis. Pertama-tama, hukum-hukum kimia yang ada tidak jelas, jika memang hukum-hukum tersebut ada (topik yang akan dibahas nanti) dapat diaksiomatisasi. Kedua, dalam kasus-kasus aksiomatisasi dari dua teori pada suatu isu dipengaruhi ketidakjelasan kondisi formal untuk reduksi yang dinyatakan sukses. Dengan kata lain, tidak jelas apakah ada reduksi pada semua bentuk Nagel yang sudah pernah diidentifikasi. Namun, fakta ini tidak mencegah beberapa filsuf yang menegaskan bahwa kimia tidak mereduksi fisika (Kemeney dan Oppenheim, 1956).

Selain pandangan Nagel, istilah reduksi telah banyak dibahas dalam literatur filosofis. Daripada membahas panjang lebar tentang istilah reduksi, kita sekarang berkonsentrasi pada suatu bentuk reduksi yang telah dibahas sebelumnya (Scerri, 1994). Kita berani mengklaim bahwa salah satu cara berpikir tentang kimia dapat membantu mengklarifikasi isu-isu dalam filsafat ilmu pengetahuan dan selanjutnya fokus pada pendekatan lebih naturalistik untuk reduksi yang dapat dijelaskan di bawah label reduksi kuantitatif.

Apa yang mungkin kimiawan katakan tentang reduksi kimia? Jika seseorang bertanya kepada ahli kimia kontemporer, apakah kimia dapat direduksi pada fisika?; ia akan mengarahkan ke kolega dalam bidang komputasi kimia kuantum sebagai spesialis yang menangani masalah tersebut. Pemeriksaan sepintas terhadap cabang kimia teoritis menunjukkan hal itu merupakan upaya untuk menghitung sifat-sifat atom dan molekul (termasuk reaktivitasnya) dari prinsip-prinsip pertama. Tugas ini dilakukan melalui persamaan Schrodinger yang dapat digambarkan sebagai “pekerja keras” utama dalam aplikasi mekanika kuantum. Harus dikatakan bahwa ada pencarian lain dalam teori dan kimia-fisik yang secara umum berupaya untuk mereduksi kimia. Hal lain akan mencakup perhitungan yang disebut semi-empiris di mana data eksperimen tertentu “diberi makan oleh tangan” yang lain. Dalam kasus seperti ini, filsuf akan segera memeriksa objek (dengan pembenaran penuh) bahwa pendekatan semacam itu—jika berhasil sekalipun—bukan merupakan reduksi asli; karena salah satunya tidak menggunakan teori reduksi mekanika kuantum, tetapi beberapa bahan yang merupakan elemen ilmu pengetahuan akan tereduksi, yaitu data kimia.

Jadi, untuk menjadi sesuatu yang mungkin dan memiliki makna reduksi seharusnya kimia diberi kesempatan terbaik untuk sukses; oleh sebab itu orang perlu memeriksa penelitian di bidang perhitungan ab initio (istilah latin, artinya dari awal) di mana tidak ada data percobaan apapun yang diakui sampai ke perhitungan.[5] Tujuannya adalah untuk menghitung energi dari sebuah molekul, sudut ikatan, momen dipol, atau tingkat reaksi dari prinsip-prinsip pertama mekanika kuantum.[6]Bagaimana hal ini dalam pandangan kimia kontemporer?


[1] Banyak pembahasan tentang istilah “reduksi” dalam filsafat ilmu, terdapat perdebatan-perdebatan sengit bagaimana ia harus didefinisikan. Definisi klasik dapat ditemukan dalam The Structure of Science (New York: Harcourt, Brace, dan World, 1961) karya Ernest Nagel. Analisis paling komprehensif yang agak berbeda tentang istilah “reduksi” dapat ditemukan dalam ‘Types of Inter-Theoritic Reduction’ karya Lawrence Sklar, British Journal for the Philosophy of Science, Vol. 18 (1967), hal 109-124. Dalam tulisan ini kita akan menafsirkan reduksi dalam pengertian yang lebih tradisional sebagai hubungan epistemologis antara teori-teori ilmiah yang berhubungan langsung pada masalah penjelasan ilmiah. Menurut kita seperti itu, karena bila hanya berbicara tentang “reduksi ontologis” akan membingungkan terhadap masalah ini. F. Ayala (1974), Studies in Philosophy of Biology, (Berkeley: University of California Press).

[2] Kita tidak berapologi ketika mengambil pendekatan semacam itu sedikit demi sedikit; pemahaman kita tidak sejalan dengan beberapa filsuf “sekolah tua” yang percaya kepada kekuatan generalisasi dan secara naluriah mungkin ingin menghindar perdebatan secara mendetail mengenai kimia dan fisika masa kini.

[3] Lihat: Catatan kaki No. 1.

[4] New York: Harcourt, Brace, and World, 1961.

[5] Nilai-nilai eksperimental hanya mengakui ab initio asli berupa konstanta fundamental seperti massa dan muatan elektron.

[6] Sebuah tinjauan bekerjanya ab initio dalam kimia kuantum dapat ditemukan dalam M. Head-Gordon, ‘Quantum Chemistry and Molecular Processes’, Journal of Physical Chemistry 100, 13213-13225 (1996).

Studi Kasus Filsafat Kimia (1)

Posted in Filsafat Kimia with tags , , , , , on Mei 31, 2011 by isepmalik

Filsafat kimia telah diabaikan oleh kebanyakan buku-buku filsafat ilmu kontemporer. Tulisan ini berpendapat bahwa pengabaian tersebut tidak menguntungkan dan ada banyak makna filosofis harus dipelajari dari yang lebih besar kepada set dari isu-isu yang ditentukan oleh filsafat kimia. Kontribusi potensial dari bidang ini untuk topik seperti reduksi, hukum-hukum, eksplanasi, dan supervenience (hubungan saling ketergantungan).

Meninjau secara sepintas terhadap literatur-literatur kontemporer dalam filsafat ilmu mengungkapkan fakta menarik: terdapat sub-disiplin untuk “filsafat fisika” dan “filsafat biologi”, ada satu ilmu dasar yang hilang. Mengapa belum ada filsafat kimia?

Tentu saja hal ini dikarenakan sedikitnya literatur yang membahasa tentang masalah filosofis khususnya kimia, kadang-kadang hanya didapati artikel “filsafat kimia” dalam judul saja. Memang, baru-baru ini ditemukan edisi khusus berjudul Synthese[1] (1986) untuk simposium tentang “Filsafat Kimia” dan simposium yang diselenggarakan pada pertemuan dua tahunan oleh Philosophy of Science Association (1994) tentang “Filsafat Kimia”.[2]

Meskipun kualitas literatur filosofis yang muncul sejauh ini sangat tinggi, tetapi secara kuantitas masih jauh bila dibandingkan dengan filsafat fisika dan biologi, sehingga literatur yang muncul belum meyakinkan sebagian besar filsuf untuk melegitimasi kimia sebagai bidang perhatian filsafat. Artinya, jika seseorang ingin berdebat mengenai apakah memang sudah ada sub-disiplin filsafat ilmu yang disebut “Filsafat Kimia”, praktisi harus mengakui bahwa itu masih dalam masa pertumbuhan atau setidaknya itu adalah “preparadigmatic”. Dan yang paling jelas, literatur filosofis pada setiap aspek kimia sangat jarang, apalagi jika mengingat bahwa fisika, kimia, dan biologi adalah tiga serangkai yang dominan dalam ilmu alam. Kita harus menyimpulkan bahwa bila ada seseorang yang merangkai isu yang diasosiasikan dengan “Filsafat Kimia”, hal itu tidak akan ada yang memperhatikan.

Kenapa demikian? Apakah tidak ada yang menarik bagi para filsuf untuk mengatakan tentang kimia sebagai suatu disiplin ilmu? Apakah kimia baik secara internal maupun eksternal kurang bermanfaat dan tidak menarik untuk masalah tradisional filsafat ilmu? Atau, adanya prasangka bahwa hubungan yang unik antara kimia dan fisika sehingga setiap isu filosofis yang muncul memandang kimia hanyalah artefak dari filsafat fisika?[3] Artinya, seperti banyak diyakini bahwa kimia bisa menjadi bagian fisika, maka diyakini pula bahwa filsafat kimia bisa menjadi bagian filsafat fisika.

Tetapi, jika seseorang percaya bahwa semua fakta yang menarik tentang kimia sebagai subjek filosofis merasa cukup terwakili oleh filsafat fisika, maka memposisikan seperti itu karena kurangnya motivasi. Artinya, orang akan merasa yakin bahwa sumber keprihatinan karena tidak adanya filsafat kimia setidaknya telah diidentifikasi oleh filsafat fisika, kemudian ditunjukkan bahwa mereka merasa “terhibur” karena argumen-argumen filosofis kimia pada tingkat dasar sudah ditangani oleh filsafat fisika. Bagaimanapun, kepercayaan tersebut terdapat dalam literatur-literatur kontemporer dalam filsafat ilmu. Memang, sumber-sumber filosofis untuk bidang kimia masih jauh sampai munculnya filsafat biologi, filsafat ilmu itu sendiri didominasi oleh filsafat fisika yang terdapat dalam mekanika kuantum, relativitas, dan ruang-waktu (Hull, 1979; Cartwright, 1979).

Bagaimanapun, mengingat penempatan unik kimia di antara fisika dan biologi dalam hirarki tradisional ilmu alam, tidak masuk akalkah untuk menganggap kimia yang dapat menghasilkan seperangkat masalah layak mendapat perhatian filosofis? Memang, orang-orang menunjukkan bahwa kimia secara tradisional merupakan ilmu yang bersangkutan dengan sifat unsur-unsur, substansi dan sifat materi; semua menyangkut pertanyaan filosofis tradisional. Kita tidak boleh terlalu disesatkan oleh fakta bahwa studi materi selama abad kedua puluh tampaknya tidak dilakukan oleh ahli kimia tetapi oleh fisikawan teoritis. Jatuh ke dalam perangkap seperti itu akan menghasilkan dua kekeliruan: pertama, fisika hanya ‘merampas’ kimia ketika membahas struktur mikro materi, dan kedua, karena akan menjadi pertanyaan mengemis atas isu reduksi kimia yang diklaim merupakan salah satu bidang utama di mana kepentingan filosofis dalam kimia harus diarahkan. Bahkan, jika ada yang yakin bahwa pada akhirnya kimia ini diturunkan ke fisika, kimia itu sendiri belum layu. Mengapa begitu?

Dalam tulisan ini, kita berpendapat bahwa “Filsafat Kimia” merupakan wilayah penting dari studi filsafat ilmu dalam dirinya sendiri, dan kita akan berusaha untuk mengidentifikasi beberapa isu kimia yang layak mendapat perhatian filosofis. Selain itu, kita berpendapat bahwa wawasan yang diperoleh dengan mempelajari filsafat kimia dapat memperoleh keuntungan untuk perdebatan yang lebih tradisional dalam filsafat ilmu. Pada akhir buku ini, kita juga menawarkan bibliografi lengkap karya-karya yang dikelompokkan di bawah judul “Filsafat Kimia” dengan harapan bahwa perdebatan filosofis akan ditindaklanjuti setelah mengetahui apa dilakukan.


[1] Synthese 111: 213-232, 1997, Kluwer Academic Publishers. Vol. 69, No. 3 (Desember 1986).

[2] Dipublikasikan dalam PSA 1994, Vol. 1 (East Lansing, Mich.: Philosophy of Science Association, 1994).

[3] Bahkan beberapa studi mengklaim bahwa reduksi kimia menjadi dasar-dasar mekanika kuantum. Hal ini terutama berlaku dalam karya Primas (1983).

Ikuti

Get every new post delivered to your Inbox.

Bergabunglah dengan 1.498 pengikut lainnya.