Диалектизация естествознания
В истории изучения человеком природы сложились, как известно, два прямо противоположных, несовместимых подхода, которые приобрели статус общефилософских, т.е. носящих всеобщий характер. Это – диалектический и метафизический подходы.
При метафизическом подходе объекты и явления окружающего мира рассматриваются изолированно друг от друга, без учета их взаимных связей и как бы в застывшем, неизменном состоянии. Диалектический подход, наоборот, предполагает изучение объектов, явлений со всем богатством их взаимосвязей, с учетом реальных процессов их изменения, развития.
Истоки этих противоположных подходов к осмыслению мира лежат в глубокой древности. Одним из ярких выразителей диалектического подхода (несмотря на всю его наивность) был древнегреческий мыслитель Гераклит. Он обращал внимание на взаимосвязи и изменчивость в природе, выдвигал идею о ее беспрерывном движении и обновлении. Дошедшие до нас афоризмы Гераклита свидетельствуют о глубине его понимания окружающего природного мира.
В то же время в древнегреческой философии VI–Vвв. до н.э. зародился, как известно, и другой подход к познанию мира. В учениях некоторых философов этого периода (Ксенофана, Парменида, Зенона) проявились попытки доказать, что окружающий мир неподвижен, неизменен, ибо всякое изменение представляется противоречивым, а потому–невозможным. Подобные воззрения много веков спустя стали господствующими в науке Нового времени (во всяком случае, до середины XVIIIв.), а соответствующий им метод познания получил наименование метафизического.
На определенном этапе научного познания природы метафизический метод, которым руководствовались ученые-естествоиспытатели, был вполне пригоден и даже неизбежен, ибо упрощал, облегчал сам процесс познания. «Разложение природы на ее отдельные части, разделение различных процессов и предметов природы на определенные классы, исследование внутреннего строения органических тел по их многообразным анатомическим формам – все это было основным условием тех исполинских успехов, которые были достигнуты в области познания природы за последние четыреста лет»,[18] – писал Ф. Энгельс. В рамках метафизического подхода к миру учеными изучались многие объекты, явления природы, проводилась их классификация.
Наглядным примером этого может служить весьма плодотворная деятельность известного шведского ученого, метафизически мыслящего натуралиста Карла Линнея (1707–1778). Будучи талантливым, неутомимым исследователем, Линней все силы своего огромного ума, обогащенного наблюдениями в многочисленных путешествиях, употребил на создание классификации растительного и животного мира. В своем основном труде «Система природы» он сформулировал принцип такой классификации, установив для представителей живой природы следующую градацию: класс, отряд, род, вид, вариация. Живые организмы, например, Линней разделил на 6 классов (млекопитающие, птицы, амфибии, рыбы, черви, насекомые), а в растительном мире выделил целых 24 класса.
Но, проделав огромную и очень полезную классификационную работу, Линней вместе с тем не вышел за рамки традиционного для науки ХVIIIв. метафизического метода мышления. Распределив, образно говоря, «по полочкам» разновидности представителей живой природы, расположив растения и животных в порядке усложнения их строения, он не усмотрел в этом усложнении развития. Линней считал виды растений и животных абсолютно неизменными. А самих «видов столько, сколько их создано Творцом», – писал он в своей знаменитой «Системе природы».
Во всем этом нет ничего удивительного. Идеи всеобщей взаимосвязи и развития могли утвердиться в естествознании лишь после того, как был пройден этап изучения отдельных объектов, явлений природы и их классификации. Эпохальное открытие Чарльза Дарвина, о котором речь пойдет ниже, могло быть сделано лишь после гигантского труда Карла Линнея, в результате которого уже можно было сравнивать между собой изученные и классифицированные виды растений и животных – от простейших и до человека.
Со времен первой глобальной научной революции воображение ученых захватывала простота той картины неизменяющейся Вселенной, которая складывалась на основе «небесной механики» Ньютона. В этой картине, носящий абстрактный характер, исключалось все «лишнее»: не имели значения размеры небесных тел, их внутреннее строение, процессы их становления и развития. В ньютоновской картине Солнечной системы важны были только массы и расстояния между центрами этих масс, связанные несложной формулой. Как заметил известный японский физик Х.Юкава, «Ньютон многое отсек у реального мира, о котором размышляют физики», и прежде всего, – его развитие. Космологическое учение Ньютона, исключавшее идею эволюции Вселенной, является примером типично метафизического (точнее, метафизико-механистического) миропонимания.
Однако новые научные идеи и открытия второй половины XVIII-XIXвв. вскрыли диалектический характер явлений природы. Специально-научные теории развития, появившиеся в космологии, геологии, биологии опровергали метафизический взгляд на природу, демонстрировали ограниченность метафизики, которая все более и более тормозила дальнейший прогресс науки.
Начало процессу перехода к новому пониманию мира, составившему суть второй глобальной революции в естествознании, положила работа немецкого ученого и философа Иммануила Канта «Всеобщая естественная история и теория неба». В этом труде, опубликованном в 1755г., была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы.
Кант высказал предположение, что Солнце, планеты и их спутники возникли из некоторой первоначальной, бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполнявшей мировое пространство. Кант пытался объяснить процесс возникновения Солнечной системы действием сил притяжения, которые присущи частицам материи, составлявшим эту огромную туманность. Под влиянием притяжения из этих частиц образовывались отдельные скопления, сгущения, из которых образовались Солнце и планеты.
Более сорока лет спустя французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас совершенно независимо от Канта и двигаясь своим путем, высказал идеи, развивавшие и дополнявшие кантовское космогоническое учение. В своем труде «Изложение системы мира», опубликованном в 1796г., Лаплас предложил свою гипотезу формирования Солнечной системы из некоторой газовой массы, вращавшейся вместе с Солнцем (о причине вращения Лаплас не говорил).
Имена создателей двух указанных гипотез были объединены, а сами гипотезы довольно долго (почти столетие) просуществовали в науке в обобщенном виде – как космогоническая гипотеза Канта – Лапласа.
В XIX веке диалектическая идея развития распространилась на широкие области естествознания, в первую очередь, на геологию и биологию.
В первой половине XIX века происходила острая борьба двух концепций – катастрофизма и эволюционизма, которые по-разному объясняли историю нашей планеты. Уровень развития науки этого периода делал уже невозможным сочетать библейское учение о кратковременности истории Земли с накопленными данными о смене геологических формаций и смене фаун, ископаемые остатки которых находили в земных слоях. Это несоответствие некоторые ученые пытались объяснить идеей о катастрофах, которые время от времени случались на нашей планете.
Именно такое объяснение было предложено французским естествоиспытателем Жоржем Кювье (1769–1832). В своей работе «Рассуждения о переворотах на поверхности Земли», опубликованной в 1812г., Кювье утверждал, что каждый период в истории Земли завершался мировой катастрофой – поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и т. д. В результате этих катастроф гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые их виды.
Катастрофизму Кювье и его сторонников противостояло эволюционное учение, которое в области биологии отстаивал крупный французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744–1829). В 1809г. вышла его работа «Философия зоологии». Ламарк видел в изменяющихся условиях окружающей среды движущую силу эволюции органического мира. Согласно Ламарку, изменения в окружающей среде вели к изменениям в потребностях животных, следствием чего было изменение их жизнедеятельности. В течение одного поколения, считал он, в случае перемен в функционировании того или иного органа появляются наследственные изменения в этом органе. При этом усиленное упражнение органов укрепляет их, а отсутствие упражнений – ослабляет. На этой основе возникают новые органы, а старые исчезают.
Для утверждения идеи развития исключительно важную роль сыграл трехтомный труд «Основы геологии» английского естествоиспытателя Чарлза Лайеля (1797–1875). В этом труде, опубликованном в 1830-1833г.г., Лайель нанес сокрушительный удар по теории катастроф. Проведя анализ большого фактического материала, он показал, что все изменения, которые произошли в течение геологической истории, происходили под влиянием тех же факторов, которые действуют и в настоящее время. А потому для объяснения этих изменений совершенно не нужно прибегать к представлениям о грандиозных катастрофах. Необходимо допустить лишь очень длительный срок существования Земли.
Геологический эволюционизм оказал немалое влияние на дальнейшее совершенствование эволюционного учения в биологии. Как известно, теорию эволюции животных и растительных видов создал Чарлз Дарвин (1809-1882).
Главный труд Дарвина «Происхождение видов» был опубликован 1859г. В нем Дарвин, опираясь на огромный естественнонаучный материал из области палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, географии животных и растений, изложил факты и причины биологической эволюции. Он показал, что вне саморазвития органический мир не существует и поэтому органическая эволюция не может прекратиться. Развитие – это условие существования вида, условие его приспособления к окружающей среде. Принципиально важной в учении Дарвина является теория естественного отбора. Согласно этой теории, виды с их относительно целесообразной организацией возникли и возникают в результате отбора и накопления качеств, полезных для организмов в их борьбе за существование в данных условиях.
Наряду с фундаментальными работами, раскрывающими процесс эволюции, развития природы, появились новые естественнонаучные открытия, подтверждавшие наличие всеобщих связей в природе.
К числу этих открытий относится клеточная теория, созданная в 30-х годах XIX века. Ее авторами были ботаники Маттиас Якоб Шлейден (1804–1881), установивший, что все растения состоят из клеток, и профессор, биолог Теодор Шванн (1810–1882), распространивший это учение на животный мир. Открытием клеточного строения растений и животных была доказана связь, единство всего органического мира.
Еще более широкомасштабное единство, взаимосвязь в материальном мире были продемонстрированы благодаря открытию закона сохранения и превращения энергии. Этот закон имел значительно большую «сферу охвата», чем учение о клеточном строении животных и растений: последнее целиком и полностью принадлежит биологии, а закон сохранения и превращения энергии имеет универсальное значение, т. е. охватывает все науки о природе.
К идее взаимопревращения различных видов энергии первоначально пришел немецкий врач Юлиус Роберт Майер(1814–1878). Опыты, проведенные одновременно и независимо от Майера английским исследователем Джеймсом Прескоттом Джоулем (1818–1889), подвели под идеи Майера прочную экспериментальную основу. Джоуль показал, что теплоту можно создавать с помощью механической работы, используя электромагнитную индукцию, и эта теплота пропорциональна квадрату силы индуцированного тока. Вращая электромагнит индукционной машины с помощью падающего груза, Джоуль определил соотношение между работой этого груза и теплотой, выделяемой в цепи.
В отстаивании данного закона и его широком признании в научном мире большую роль сыграл один из наиболее знаменитых физиков XIXв. Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (1821–1894). Будучи, подобно Майеру, врачом, Гельмгольц, так же как и он, пришел от физиологии к закону сохранения энергии. Признавая приоритет Майера и Джоуля, Гельмгольц пошел дальше и увязал этот закон с принципом невозможности вечного двигателя.
Доказательство сохранения и превращения энергии утверждало идею единства, взаимосвязанности материального мира. Вся природа отныне предстала как непрерывный процесс превращения универсального движения материи из одной формы в другую.
Свой вклад в диалектизацию естествознания внесли и некоторые открытия в химии. К числу таковых относится получение в 1828г. немецким химиком Фридрихом Велером (1800-1882) искусственного органического вещества-мочевины. Это открытие положило начало целому ряду синтезов органических соединений из исходных неорганических веществ. Антиметафизическая направленность формирующейся органической химии проявилась прежде всего в том, что эта отрасль науки положила начало разрушению представления об отсутствии связи, о полной независимости двух огромных сфер природы – неорганической и органической.
Еще одним поистине эпохальным событием в химической науке, внесшим большой вклад в процесс диалектизации естествознания, стало открытие периодического закона химических элементов, сделанное в 1869г. выдающимся русским ученым Дмитрием Ивановичем Менделеевым (1834-1907). Он показал, что существует закономерная связь между химическими элементами. Свойства элементов изменяются в периодической зависимости от их атомных весов. Качественные свойства элементов зависят от их количественных свойств, причем это отношение меняется периодически, скачками. Обнаружив эту закономерную связь, Менделеев расположил элементы в естественную систему, в зависимости от их родства.
В результате появилась также возможность предвидеть свойства ряда новых, еще не открытых элементов, для которых Д. И. Менделеев оставил в таблице пустые места. Первым элементом из предсказанных Менделеевым был элемент галлий, открытый в 1875г. За этим последовали открытия и других элементов. В 1954г. был открыт «элемент 101», названный «менделеевиумом» в честь великого русского химика.
Из всего вышесказанного следует, что основополагающие принципы диалектики–принцип развития и принцип всеобщей взаимосвязи – во второй половине XVIII и особенно в XIXвв. прочно вошли в естествознание и стали основой формирования новой картины мира.