המדע המרכזי

המדע המרכזי הוא כינוי לכימיה בשל תפקידה בחיבור בין המדעים הפיזיקליים  – הכוללים את הכימיה – לבין מדעי החיים, מדעי התרופות ומדעים יישומיים כגון רפואה והנדסה. טיבו של קשר זה הוא אחד הנושאים המרכזיים בפילוסופיה של הכימיה  ובתחום הסיינטומטריה . הביטוי זכה לפופולריות בעקבות ספר הלימוד של תאודור ל. בראון  וה' יוג'ין לה־מיי, Chemistry: The Central Science, שיצא לאור לראשונה בשנת 1977, והמהדורה ה־15 שלו פורסמה בשנת 2021.

תפקידה המרכזי של הכימיה בא לידי ביטוי בסיווג השיטתי וההיררכי של המדעים שהציע הפילסוף הצרפתי אוגוסט קונט. לפי סיווג זה, כל תחום מספק מסגרת כללית יותר לתחום שבא אחריו (מתמטיקה ← אסטרונומיה ← פיזיקה ← כימיה ← ביולוגיה ← מדעי החברה). בשנת 2006 הציעו שני חוקרים מטקסס, באלבאן וקליין, דיאגרמה חלופית של סידור חלקי של המדעים. ניתוחי ציטוטים משותפים בסיינטומטריה מצביעים על כך שביוכימיה היא כיום התחום המקושר ביותר למדעים אחרים. וכי מתמטיקה נתפסת לעיתים כתחום החודר לכל המדעים, ולכן גם היא מועמדת בולטת לתואר תחום "מרכזי".

בדיאגרמה זו, התחומים הנמוכים (פיזיקה וכימיה) אינם ניתנים לצמצום מלא לתחומים הגבוהים יותר, שכן התחומים הגבוהים מכילים רעיונות ותופעות מגיחות (emergent) – מושגים או תכונות חדשות הנובעים מאינטראקציות מורכבות ברמה נמוכה יותר. תכונות אלו ניתנות להסבר ברמה הבסיסית לאחר מעשה, אך קשה לחזות את הופעתן מראש רק על סמך החוקים הפיזיקליים או הכימיים, בשל המורכבות הרבה של האינטראקציות. לדוגמה, הקשרים והחוקים הכימיים אינם ניתנים לחיזוי פשוט רק מתוך פיזיקה, ובמקביל תהליכים ביולוגיים אינם ניתנים לחיזוי ישיר רק מתוך כימיה.

כך, הכימיה נשענת על הבנה של חוקי הפיזיקה השולטים בחלקיקים כמו אטומים, פרוטונים, נייטרונים, אלקטרונים, תרמודינמיקה וכו', אם כי הוכח שטרם "צומצמה באופן מלא" למכניקת הקוונטים. מושגים כמו מחזוריות היסודות והקשרים הכימיים הם מושגים מגיחים – כלומר, הם מעבר לכוחות היסוד שמוגדרים על ידי הפיזיקה.

באופן דומה, הביולוגיה אינה ניתנת לצמצום מלא לכימיה, אף על פי שה"מכונות" האחראיות על החיים מורכבות ממולקולות. למשל, ניתן לתאר את מנגנון האבולוציה במונחים כימיים דרך ההבנה שזו כרוכה במוטציה בסדר זוגות הבסיסים ב־DNA של אורגניזם. עם זאת, הכימיה אינה יכולה לתאר את התהליך במלואו, שכן היא אינה כוללת מושגים כמו ברירה טבעית, שהם המניעים את האבולוציה. הכימיה היא יסודית לביולוגיה משום שהיא מספקת מתודולוגיה לחקר והבנת תרכובת אורגנית שמרכיבות את התאים.

הקשרים שיוצרת הכימיה מתקיימים דרך תתי־תחומים שונים המשתמשים במושגים מתחומי מדע רבים. כימיה ופיזיקה נדרשות יחד בתחומים כמו כימיה פיזיקלית, כימיה גרעינית וכימיה תאורטית. כימיה וביולוגיה נפגשות בתחומים כמו ביוכימיה, כימיה רפואית, ביולוגיה מולקולרית, ביולוגיה כימית, גנטיקה מולקולרית ואימונוכימיה. כימיה ומדעי כדור הארץ מצטלבות בתחומים כמו גיאוכימיה והידרולוגיה.

ראו גם
 אחדות המדע
 הגחה
 חשיבה אוכלוסייתית
 היסטוריה של התרמודינמיקה

הערות שוליים

קטגוריה:כימיה
קטגוריה:פילוסופיה של המדע
קטגוריה:היסטוריה של המדע