Эпоха Нового времени открывается XVII веком. В возникновении науки именно он сыграл главную роль. У истоков классической науки стоял выдающийся итальянский ученый Галилео Галилей (1564-1642). Одним из главных его достижений было разрешение проблемы движения, в течение столетий не поддававшейся многочисленным попыткам решения со стороны ученых. На смену учению о движении Аристотеля пришло новое объяснение, названное впоследствии принципом инерции Галилея. Галилей также опроверг аристотелевское учение о падении тел. Проводя эксперименты по сбрасыванию шаров из различных материалов со знаменитой Пизанской башни, он установил, что скорость падения тела не зависит от его массы, как утверждали перипатетики. Галилей экспериментально обнаружил, что воздух имеет массу, а траектория брошенного под углом тела имеет форму параболы. Также он открыл закон колебания маятника. Все чти открытия, помимо самостоятельной ценности, имели ещё и важное методологическое значение. Галилей ясно показал, какую огромную роль в научном исследовании играет эксперимент и математический анализ полученных данных. Только они могут продвинуть вперед познание. Слепая же вера в авторитеты (прежде всего Аристотеля), поиск ответов на вопросы в рукописях античных авторов и Священном писании только тормозят развитие науки.
Важной стороной научной деятельности Галилея были его астрономические исследования. Являясь убеждённым сторонником учения Коперника, он отдал много сил для научного обоснования и распространения его гелиоцентрической системы. Галилей пишет и публикует блестящее сочинение «Диалог о двух системах - Птолемеевой и Коперниковой», в которой обосновывает истинность взглядов Коперника и дает исчерпывающие ответы на возражения некоторых учёных. Содержание книги оказалось взрывоопаснее, чем казалось папской цензуре, вначале разрешившей публикацию труда учёного. Через некоторое время Галилея доставляют под конвоем в Рим, где он предстает перед судом католической церкви. Процесс продолжался три месяца, и, в конце концов, Галилей по заранее заготовленному инквизицией тексту формально отрёкся от своих взглядов. Научные же убеждения его остались неизменными. Не так давно, в октябре 1992 года католическая церковь в лице Папы Иоанна-Павла II признала, что приговор Галилею был вынесен ошибочно.
Противодействие со стороны церкви уже не могло сдержать победного шествия науки. Следующий шаг в развитии учения Коперника бы» сделан немецким учёным Иоганном Кеплером (1571-1630). Коперник считал, что планеты движутся вокруг Солнца по круговым орбитам. Однако не всё сходилось в математических расчетах. Кеплер блестяще показал, что расхождений между теорией и наблюдаемыми фактами не будет, если предположить, что планеты движутся по эллиптическим орбитам. Почему именно по эллиптическим - этого он объяснить не мог. Окончательно этот вопрос разрешится в будущем в рамках механики Ньютона.
Быстрое развитие науки и техники было во многом стихийным. Стихиям оформлялись и принципы научных исследований. В связи с этим возникала потребность философского обоснования новой методологии познания, на которую можно было бы прочно опереться. Старая аристотелевско-схоластическая методология безнадёжно устарела. Это понимали многие учёные-практики. Задача рационального философского обоснования выпала на долю английского философа и естествоиспытателя Френсиса Бекона (1561-1626) и французского философа м математика Рене Декарта (1596-1650).
Бекон, рассуждая о задачах науки, полагает, что истинной ее целью должно быть не бесплодное схоластическое умствование, а обогащение жизни человека новыми благами, облегчающими его существование. Наука должна обратиться непосредственно к практике, и помочь человеку овладеть силами природы. Опираться наука должна в первую очередь на почерпнутые из наблюдения и опыта эмпирические факты, переходя от частного к общему, то есть пользоваться методом индукции. Обобщения, полученные индуктивным путём, вновь должны быть проверены на практике. Но взятая отдельно сама по себе индукция несовершенна, ибо даёт огрубленную картину явлений. Необходим дальнейший теоретический анализ с обязательным привлечением математики.
Проблемой создания нового научного метода был озабочен также и Декарт. В отличие от Бекона он считал, что его основой должна быть не индукция а дедукция. То есть любое научное исследование должно вестись от самых общих исходных принципов к частным заключениям. Ведущая роль в научном исследовании, согласно Декарту должна принадлежать правильно построенным логическим умозаключениям. А для того, чтобы логически правильно мыслить, нужно вначале выработать ясные принципы мышления. Их разработке Декарт посвящает книгу «Размышления о методе», вышедшую в свет в 1637 году. Удивляясь простоте и легкости, с которой в геометрии доказываются теоремы, он был убеждён, что все человеческие знания должны быть построены по образцу геометрии, и аналогичным образом должны доказываться. Эта идея буквально витала в воздухе той эпохи. По геометрическому образцу (с аксиомами и теоремами) была построена «Этика» нидерландского философа Спинозы. Немецкий философ и математик Лейбниц пошёл ещё дальше, пытаясь разработать символический язык с системой логических операций для того, чтобы в знаковом виде представлять научные знания, и чисто логически выводить из них новые мысли. Но вернёмся к Декарту. Заслугой его было не только то, что он разработал методологию научного познания. Он внёс реальный вклад в математизацию естествознания, сделав решающие открытия; он ввел в математику понятие переменной величины, систему координат, до сих пор носящую название декартовой, положил начало аналитической геометрии, установив соответствие между геометрическими отношениями и. алгебраическими уравнениями.
Постепенно наука перестаёт быть уделом ученых-одиночек. Появляются тучные общества и академии -- Флорентийская Академия опыта (1657), Лондонское Королевское общество (1660), Парижская Академия наук (1666) и т.д. Получает широкое развитие научная переписка, появляются научные журналы. Учёные постоянно находятся в курсе последних научных достижений и решают действительно актуальные научные проблемы. За счёт этого наука получила ильное ускорение. Всё это говорило о том, что научная атмосфера эпохи была наэлектризована, новые идеи буквально витали в воздухе, и рано или поздно усилиями многих учёных новая картина мира - постепенно сложилась бы. Но судьба распорядилась так, что эту задачу блестяще разрешил один человек -Ньютон.
Великий английский ученый Исаак Ньютон (1643-1727) оставил после себя большое научное наследие. Во-первых, он является создателем дифференциального и интегрального исчисления- Одновременно и независимо от Ньютона данное направление в математике было разработано немецким учёным и философом Готфридом Вильгельмом Лейбницем (1646-1716). Без этого математического аппарата дальнейшее развитие физики было бы невозможным. Во-вторых, он сделай значительные открытия в области оптики: исследовал световой спектр, явления дифракции и интерференции. И, наконец, главным делом его жизни было создание целостной механической теории, объяснившей природу движения тел, в том числе и космических.
Теоретическая система механики Ньютона основывается на трёх принципах, дополненных законом всемирного тяготения. Он изложил их в своём знаменитом труде «Математические начала натуральной философии», изданном в 1687 году. Со времени зарождения естествознания вряд ли найдётся в истории науки столь же значительное событие, чем появление этой книги, обобщившей и вобравшей в себя все достижения предыдущих поколений учёных. Законы движения, в которых не могли до конца разобраться многие талантливые учёные, получили удивительно простую формулировку. В основу новой теории движения Ньютон положил опыт и наблюдение, выдвинув девиз: «Гипотез не измышляю». Его приверженность опыту иллюстрирует и знаменитая легенда о том, что на закон всемирного тяготения Ньютона якобы навело падение яблока с яблони, под которой он предавался научным размышлениям.
Математика в научной деятельности Ньютона играла ещё большую роль, чем у предыдущих поколений учёных, а также у многих современников, любивших вместо строгого математического анализа наблюдаемых фактов «пофилософствовать». Именно поэтому была неудачной, конкурировавшая с ньютоновской, декартова теория движения, носившая название теории вихрей. «Математические начала натуральной философии» от первой до последней страницы написаны математическим языком. В этой книге для обоснования законов механики Ньютон использовал классический геометрический метод, безупречный по доказательности и логичности выводов. Следующие поколения учёных, воспользовавшись детищем Ньютона - дифференциальным и интегральным исчислением, полностью переведут классическую механику на яз математического анализа (Л.Эйлер (1707-1783), Л.Лагранж (1736-1783)).
Выход в свет главного труда Ньютона знаменует собой начало формирования механистической картины мира. Её главной целью была попытка объяснить все без исключения природные явления с точки зрения законов классической механики. Качало этому процессу было положено еще в произведениях Галилея. И вот в предисловии Ньютона к своим «Математическим началам» находим знаменательную фразу: «было бы желательно вывести из начал механики и остальные явления природы...». Видя ясность, наглядность и универсальность механистических представлений с Ньютоном солидаризируется большинство его современников - учёных и философов. Так начинается эпоха торжества механистической картины мира.
Отныне философия перестаёт быть служанкой богословия, как это был предыдущие эпохи, она нашла прочную опору в разуме. Наука также обрела независимость от религии, несмотря на искреннюю приверженность некоторых учёных вере в Бога. Так, например, Ньютон был глубоко верующим человеком и всерьёз интересуясь богословскими вопросами, написал ряд теологических книг - «Толкования на книгу пророка Даниила», «Апокалипсис», «Хронологию». Но такая религиозность была личным делом учёных. Наука развивалась уже по своим объективным законам, независимо от религиозного сознания. Более того, вследствие длительного притеснения со стороны церкви, наука Нового времени, почувствовав в себе реальную силу, перешла в контрнаступление Воинствующий атеизм научного сознания, утвердившийся в эпоху Просвещения, становится одной из основных черт научного стиля мышления, и сохраняется вплоть до сегодняшнего дня.
В эпоху Нового времени развивались не только точные науки. В XVIII веке значительно продвинулись вперёд науки о живой природе. Издавна существовала потребность навести порядок в обширном мире живых организм Первую удачную попытку такого рода предпринял шведский учёный натуралист Карл Линней (1707-1778). В своей книге «Система природы» он провёл классификацию растений и животных, выделив следующие уровни деления: класс, отряд, род, вид, вариация. Он ввёл в биологию бинарную систему обозначения представителей живой природы, состоящую из двух наименовав - родового и видового. Эта система используется в биологической науке и по сей день. В современной биологии используются и линнеевские принципы классификации, хотя сама классификация «Системы природы» безнадёжно устарела. Наведя порядок в классификации живых организмов. Линней тем самым открыл путь для теорий, объясняющих поразительное многообразие животного и растительного мира.
К XIX веку накапливается достаточное количество данных о прошлых эпохах геологического и биологического развития Земли. Находки ископаем останков растений и животных свидетельствовали о том, что в прошлом на земле господствовали совершенно иные формы жизни, не похожие на современные. Почему-то они бесследно исчезли. В объяснении этих загадок начали противоборство два подхода - «катастрофизм» и «эволюционизм». Представителем первого был француз Жорж Кювье (1769-1832), утверждавший, что периоды бурного развития животного и растительного мира сменялись мировыми катастрофами, в результате которых старые биологические виды погибали, а при возникновении новых благоприятных условий зарождались новые формы, отличающиеся от прежних. Недостатком теории Кювье было то, что она не описывала механизма возникновения новых видов. Это попытался сделать другой французский естествоиспытатель Жан-Батист Ламарк (1744-1829), считавший, что новые виды растений и животных возникают в ходе постепенной эволюции. Эволюция, согласно Ламарку, происходит за счёт изменяющихся условий внешней среды, приводящих к изменению жизнедеятельности живых организмов. При этом должны соответствующим образом меняться и различные органы животных. Приобретённые таким образом в ходе жизни органические изменения наследуются в следующем поколении, что приводит в конечном итоге к появлению совершенно новых видов. Но у этой теории был серьёзный недостаток - бездоказательность.
Целостная, научно обоснованная эволюционная теория появляется в 1859 году. Её автор - английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин (1809-1882). Опираясь на теорию геологической эволюции Чарлза Лайеля (1797-1875), а также на свои обширные наблюдения во многих регионах земного шара, он пишет книгу «Происхождение видов в результате естественного отбора». Дарвин утверждает, что новые виды возникают в результате сохранения в ходе борьбы за существование качеств, появившихся вследствие работы механизма изменчивости. Эта эволюционная теория сохраняет своё научное значение и по сей день, несмотря на то, что некоторые проблемы до конца разрешить не может.
Важным открытием эпохи Нового времени в области биологии было установление того факта, что все живые организмы состоят из клеток. Авторами клеточной теории были немецкие естествоиспытатели Маттиас Шлейден (1804-1881) и Теодор Шванн (1810-1882).
Химия также добилась значительных успехов. Сильное влияние на химические представления учёных продолжительное время оказывала средневековая алхимия. Ею увлекался даже Ньютон. Благодаря введению великим французским химиком Антуаном Лораном Лавуазье (1743-1794) в научный обиход химии количественных методов, эта наука получает, наконец, прочную опору для Дальнейшего развития. Наиболее зримыми были успехи учёных-химиков XIX века. В 1828 году немецкий химик Фридрих Вёлер (1800-1882), синтезировав из неорганических веществ органическое вещество - мочевину, показал, что между неживой и живой природой нет непреодолимой границы, они едины. В 1869 году русский химик Д.И.Менделеев (1834-1907) открывает периодический закон и создаёт систему химических элементов. Оказалось, что химические свойства элементов меняются в зависимости от физической величины - атомного веса. Открытия Вёлера и Менделеева представляли собой важный вклад в утверждение единства научной картины мира.
Но вернёмся вновь к физике, ведь именно в ней совершались решающие открытия, революционным образом влияющие на формирование мировоззрения исторических эпох. После первой научной революции происходило накопление знаний о физической реальности в рамках установившейся механической картины мира. Уточнялись законы, углублялось их понимание, возникли новые научные направления, происходила постепенная дифференциация на В ходе этого процесса иногда достигались обобщения глобального масштаба. Одним из таких обобщений было открытие закона сохранения и превращен энергии. Честь его открытия принадлежит трём учёным: немецкому врачц Юлиусу Майеру (1814-1878), английскому пивовару и исследователю Джейм Джоулю (1818-1889) и немецкому физику Герману Гельмгольцу (1821-1894). Впервые идею о том, что различные виды энергии (химическая, тепловая и механическая) эквивалентны между собой, выдвинул Майер в 1845 году в книге «Органическое движение в его связи с обменом веществ». Однако его идеи были подкреплены экспериментально и поэтому рассматривались учёным» основном как любопытные философские размышления. Отношение к иде Майера изменилось, когда Джеймс Джоуль в ходе экспериментов, описанных в работе «О тепловом эффекте магнитоэлектричества и механическом эффекте теплоты» (1843), показал, что когда затрачивается механическая энергия, выделяется эквивалентное количество теплоты. И, наконец, Гельмгольц в ряде своих работ даёт стройное и законченное толкование физического смысла закона также делает вывод о невозможности существования в природе вечного двигателя.
Механистическая картина мира прочно удерживала свои позиции вплоть до конца XIX века. Совершаемые в науке открытия, а также новые экспериментальные факты не выходили за рамки классических представлений. Правда некоторое смущение ученых приводили новейшие опыты в области электромагнетизма.
В течение XVIII - первой половины XIX века было накоплено большое количество экспериментальных данных и открыты частные законы электромагнетизма в работах следующих учёных: Алиссандро Вольты (1745-1827), Х.К.Эрстеда (1777-1851), А.М.Ампера (1775-1836), Георга Ома (1787-1854) и др. Никто них, однако, не смог создать целостной электромагнитной теории. Решающие открытия и теоретические обобщения начинаются с исследований английского химика и физика Майкла Фарадея (1791-1867). Установив в своих опытах связь между электричеством и явлением магнетизма, он вводит в физику понятие электромагнитного поля. Если раньше считалось, что электричество и магнетизм это совершенно разные физические явления, то теперь было установлен что они динамически порождают друг друга, но по какому именно закону, этого Фарадею определить не удалось. Данную задачу блестяще решил выдающийся английский физик Джеймс Клерк Максвелл (1831-1879). Он сформулировал шесть электродинамических законов и записал их в виде дифференциальных уравнений. Это событие по масштабу было равнозначным созданию Ньютоном классической механики. Решающие эксперименты по проверке выводов нового учения поставил Генрих Герц (1857-1894). В 1886 году он доказал существование электромагнитных воли. Он также подтвердил экспериментально, предсказанную Фарадеем и Максвеллом электромагнитную природу света. Таким образом, также как и ньютоновская механика, электродинамика Максвелла была блестяще подтверждена экспериментально. Между тем оказалось, что в результате этих открытий обширная сфера физических явлений - явлений электромагнетизма оказывается за пределами механистического истолкования. Суть противоречий между классической механикой и электродинамикой состояла в следующем.
Во-первых, как известно, согласно принципу Галилея классической механики, все физические явления протекают одинаково во всех инерциальных системах отсчёта (системах, движущихся прямолинейно и равномерно). В электродинамике же оказывается, что магнитные поля и связанные с ними силы зависят от скоростей движущихся зарядов и величина их различна в разных инерциальных системах отсчёта. Получалось, что законы природы, связанные с электромагнитным взаимодействием, не подчиняются принципу Галилея.
Во вторых, из уравнений Максвелла следовало, что скорость распространения электромагнитных волн (в том числе и света) не зависит от скорости движения их источника. Классический закон сложения скоростей, таким образом, нарушался.
Попытки видоизменить уравнения Максвелла к успеху не привели, так как приводили к предсказанию экспериментальных эффектов в действительности не наблюдаемых. Притязания механики на универсальность впервые оказались под сомнением.
magref.ru
Естествознание в контексте человеческой культуры
Естествознание - весьма разветвленная область современной науки, его непосредственным объектом изучения является природа. Естествознание - это и продукт цивилизации, и условие её развития...
Естествознание и культура
естествознание природа культура познавательный Культура - (в широком смысле) все то, что создано человеком, от орудий труда до домашнего обихода, а также различные обычаи, привычки, наука, искусство, религия, мораль и философия...
Естествознание и культура
Рассматривая отношения между наукой и естествознанием, мы должны, прежде всего, точно определить, что подразумевается под этими двумя понятиями. Поэтому - не вдаваясь в детальные анализы и рассуждения, которые отвлекли бы нас от цели...
Естествознание и окружающий мир
Многочисленные товары массового потребления - от простейших предметов домашнего обихода до современных персональных компьютеров, сложнейшие технические средства эксперимента: мощные лазерные установки, синхрофазотроны...
Естествознание и окружающий мир
Вряд ли вызывает сомнение утверждение: математика нужна всем вне зависимости от рода занятий и профессии. Однако разным людям необходима и различная математика: для продавца, может быть, достаточно знаний простейших арифметических операций...
Естествознание и религия - конфликт или рождение новой парадигмы
Упомянутая проблема поиска, свойств, позволяющих создать основу нового механизма- принципа взаимодействия с божественной волей лежит независимо порой от представления участников этого поиска...
Естествознание эпохи Античности и Средневековья
...
Естествознание эпохи Античности и Средневековья
Эпоха средних веков характеризовалась в Европе закатом классической греко-римской культуры и резким усилением влияния церкви на всю духовную жизнь общества. Вот что пишет об этой эпохе Ф...
Значение прионов и вироидов в патологии человека
Природа инфекционного агента, вызывающего прионные заболевания, долгое время оставалась неизвестной. В 1966 году было обнаружено, что агент, вызывающий скрэйпи, обладает необычными свойствами: устойчив к ионизирующей радиации и ультрафиолету...
Концепции и методы современного естествознания
Наши представления о сущности науки не будут полными, если мы не рассмотрим вопрос о причинах, ее породивших. Здесь мы сразу сталкиваемся с дискуссией о времени возникновения науки...
Критерии естественно-научного познания
Развитие естествознания, науки вообще и сама жизнь общества нуждаются в урегулировании поведения и действий людей посредством не только правовых, но и нравственных норм...
Представление о критерии истинности знания
Становление современной естественнонаучной картины мира являет собой историческую, революционную или эволюционную смену од-них научных взглядов другими. Революционными вехами на пути развития, к примеру...
рДНК-биотехнология. Способы биотрансформации клеток
Ввести рекомбинантный ген в клетку можно 2 способами: используя вектора или путем прямого введения. Требования к векторной ДНК, ее состав Вектор - молекула ДНК или РНК...
Теории эволюции живого
Френсис Бэкон, политик и философ предполагал, что виды могут изменяться, накапливая «ошибки природы». Этот тезис снова, как и в случае с Эмпедоклом, перекликается с принципом естественного отбора, но об общей теории нет пока и слова...
Что такое естествознание и его отличие от других циклов науки
Естествознание - это раздел науки, основанный на воспроизводимой эмпирической проверке гипотез и создании теорией или эмпирических обобщений, описывающих природные явления. Предмет естествознания -- факты и явления...
bio.bobrodobro.ru
Эпоха нового времени охватывает 3 столетия - 17, 18 и 19 века. С 17 века начинается эпоха Нового времени. В этом трехсотлетнем периоде особую роль сыграл 17 век, ознаменовавшийся рождением современной науки, у истоков которой стояли такие выдающиеся ученые как Галилей, Кеплер, Декарт, Ньютон. В 17 веке укрепился капиталистический способ производства. Развитие экономики требовало расчетов национального дохода, индивидуальных доходов, численности рождаемости и смертности и т.д. Предпринимательский расчет становится нормой повседневной жизни. Его основа - количественная оценка. Университетская наука, увлеченная проблемами античности и занявшаяся отвлеченными от практических потребностей вопросами, оказалась своего рода "закрытой системой", изолировавшей себя от реальных потребностей общества. Поэтому развитие естествознания в это время осуществлялось преимущественно вне университетской науки. Особенность этого периода характеризовалась следующим образом:
Неудовлетворенность технической интеллигенции состоянием университетской науки имела вполне реальные практические основания, - она была продиктована жизненно необходимой потребностью. Несмотря на то, что производство было в основном "мануфактурным", в практику строительного дела, транспорта, военного дела и некоторых видов производства вошли новые устройства, машины и приспособления. Разработка технологических правил и новых конструкций опиралась, как и прежде, на пробные производственные эксперименты. Но теперь они касались уже не тех простейших машин, на которых строилась техника Средневековья, напротив, эти опыты относились к целым узлам новых механических и гидравлических устройств. Варьирование условий и анализ результатов пробного опыта стали гораздо более сложными, менее наглядными и труднее обозримыми. Производственникам, инженерам, конструкторам требовались руководящие научные указания, чтобы лучше и быстрее разобраться в результатах пробных технических экспериментов. Но дальнейшее усовершенствование техники и повышение качества изделий упирались в главное противоречие эпохи - разность между сравнительно высоким уровнем достигнутых к этому времени технологических знаний и резким отставанием от них многих отраслей естествознания и особенно физики. Вместе с тем в условиях отставания теоретического естествознания от практических успехов техники важно было научное обобщение результатов технического опыта. Прежде всего, возникла необходимость в усовершенствовании методов измерения и технологических приемов создания физических аппаратов. Накопленный опыт в машиностроении имел важное значение, и его можно было использовать. В этих условиях разрыв между более высоким экспериментальным уровнем физики и более низким уровнем физических теорий мог быть ликвидирован с помощью экспериментальной науки. (Метод теоретической физики будет создан Ньютоном позже, в конце XVII века). Принцип количественного измерения в экспериментальных исследованиях становится основой естествознания. Это находит свое выражение в изобретении разнообразных измерительных приборов - хронометров, биометров, термометров. Для эффективности физических исследований была важна организованная и материальная поддержка науки. Создаются «Академия опыта» во Флоренции (1657 г.), Лондонское Королевское общество (1667 г.), Королевская Академия наук в Париже (1666 г.), Берлинская Академия (1672 г.). В этих условиях потребность в методе построения физических теорий стала ощущаться еще острее. Галилей разработал условия дальнейшего процесса естествознания, начавшегося в эпоху Нового времени.
Атомизм Декарта
Декарт «математизировал» философию и другие науки (которые становятся приложениями универсальной математики, mathesis universalis), а с другой стороны, делает их как бы разновидностями расширенно понятой “философской механики”. Развитие математической логики, широчайшая математизация и естественно-научного, и гуманитарного, и особенно технического знания сделала более реалистичным идеал mathesis universalis, а внедрение искусственных (механических в своей основе) органов в человеческий организм придало куда больший смысл Декартовым метафорам, вроде той, что сердце – всего лишь насос, да и вообще утверждению Картезия о том, что человеческое тело – мудро созданнаяБОГОМАмашина. Идеал mathesis universalis (всеобщей математики) не был изобретением Декарта. Он заимствовал и термин, и саму тенденцию математизации у предшественников и, подобно эстафетной палочке, передал ее последователям, таким, как Ньютон и Лейбниц. Что же касается механицизма, то это – явление более новое, связанное с бурным развитием Механики в галилеевой и постгалилеевой Науке.
Декарт совершил поистине революционные открытия в области физики, техники и геометрии. Если сейчас метод декартовых координат не производит на нас впечатления, поскольку стал неотделимой частью нашего научного наследия, то в то время он был событием огромной важности. «Греки, – утверждал Декарт, – не заметили идентичности алгебры и геометрии … иначе они не стали бы утруждать себя написанием стольких книг, в которых уже расположение их теорем показывает, что они не владели верным методом, с помощью которого решаются все теоремы». Это убеждение ясно выражено картезианцем Эразмом Бартолином, который в предисловии к «Геометрии» (1659 г.) написал: «Вначале было полезно и необходимо поддержать способности абстрактно мыслить; поэтому геометры прибегли к фигурам, арифметики – к цифрам. Но эти методы не достойны великих людей, которые претендуют на звание ученых. Единственным великим умом был Декарт». Декарт устраняет пустое пространство атомистов; по его мнению, мир полон вихрей из тонкой материи (эфира), допускающей передачу движения с одного места в другое
Основной принцип картезианской физики – это принцип сохранения, согласно которому количество движения остается постоянным, вопреки деградации энергии, или энтропии (силы хаоса).
Второй – принцип инерции (свойство тела сохранять состояние равномерного, прямолинейного движения или покоя, когда действующие на него силы отсутствуют или взаимно уравновешены). Исключив из материи все разумные свойства, Декарт объясняет любое изменение направления только толчком со стороны других тел. Тело не остановится и не замедлит своего движения, если только его не остановит другое тело. Движение само по себе стремится сохранить направление, приобретенное в самом начале Итак, принцип сохранения и, как следствие, принцип инерции, по Декарту, являются основными законами, управляющими Вселенной. К ним добавляется еще один, согласно которому каждая вещь стремится двигаться по прямой. Первоначальное движение – прямолинейное, из него происходят все остальные. Это крайнее упрощение природы служит разуму, желающему с помощью теоретических моделей познать мир и господствовать в нем. Очевидна попытка унифицировать действительность, изначально многообразную и изменчивую, посредством легко управляемой механической модели. Декарт видит возможность унификации (приведение чего-либо к единой системе, форме и единообразию) на основе механических моделей с геометрической основой. Вместо чисто абстрактных рациональных постулатов (как субстанциальные формы) ученый пользуется механическими моделями, понятными и очевидными, с конкретным содержанием.
Эффективная конкретность, присущая механической модели, не является, однако, непосредственной: она – плод долгих и трудных действий разума, с помощью которых удается придать воображению очевидность формы. Воображение не действует по желанию именно потому, что модели конструируются исключительно на основе точных постулатов, разделенных разумом. Процессу унификации не подвержены реальности, традиционно относящиеся к другим наукам, – жизнь и живые организмы. Но и человеческое тело, и животные организмы функционируют на основе механических принципов, регулирующих движение и отношения. Вразрез с теорией Аристотеля о душе из растительного и животного мира исключается всякое живое начало (растительное или чувственное). При всем том, что стиль рассуждения Декарта в этих частях неспецифического феномена духовной культуры, философии, математики, физики выглядит так, будто речь идет о самом мире, о его вещах и движениях, не станем забывать: «тело», «величина», «фигура», «движение» изначально берутся как “вещи интеллекта”, сконструированные человеческим умом, который осваивает простирающуюся перед ним бесконечную природу. Таким и предстает перед нами «мир Декарта» – мир конструкций человеческого ума, который, однако, не имеет ничего общего с миром далеких от жизни, беспочвенных фантазий, ибо в этом мире интеллекта человечество уже научилось жить особой жизнью, приумножая и преобразовывая его богатства.
Труды Исаака Ньютона
Вторая научная революция завершилась творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, которым был Исаак Ньютон(1643-1727) Его научное наследие чрезвычайно разнообразно. В него входит создание дифференциального и интегрального исчисления, астрономические наблюдения. Ньютон проводил свои наблюдения с помощью собственноручно построенных зеркальных телескопов. Так же сделал огромный вклад в оптику. Но самым главным было продолжение дела Галилея по созданию классической механики. Ньютоном было сформулировано 3 основных закона движения, которые и легли в основу механики как науки. Первый закон-это принцип инерции. Впервые он был сформулирован еще Галилеем.
Второй закон - приобретаемое телом ускорение, под действием какой то силы, прямо пропорционально этой действующей силе и обратно пропорционально массе тела. И третий закон-закон механики Ньютона, это закон равенства действий противодействия. Этот закон гласит,что действия двух тел друг на друга всегда равны по величине и направлены в противоположные стороны. Данная система законов движения была дополнена законом всемирного тяготения. Пожалуй, не одно из всех ранее сделанных научных открытий не оказало такого громадного влияния на дальнейшее развитее естествознания, как открытие закона всемирного тяготения. Огромное впечатление на ученых производил масштаб обобщения, впервые достигнутый естествознанием. Это был поистине универсальный закон природы, которому подчинялось все-малое и большое, земное и небесное. Этот закон явился основой создания небесной механики-науки, изучающей движение тел Солнечной системы.
Созданная Ньютоном теория тяготения и его вклад в астрономию характеризуют последний этап преобразования аристотелевской картины мира, начатого Коперником. Воображение ученных захватывала простота той картины мира, которая складывалась на основе ньютоновской классической механики. В этой картине отбрасывалось все лишнее: не имели значения размеры небесных тел, их внутреннее состояние, идущие в них бурные процессы. Как пишет Х. Юкава «Ньютон многое отсек у реального мира, о котором размышляют физики…Конечно, Ньютон абстрагируется, но он оставляет самое существенное и создает единую картину мира. Ему принадлежит, построение солнечной системы. Это один из миров. В них он не успел разобраться, но Солнечная система прекрасно воссоздана в рамках его механики». В 1687г. Вышел в свет главный труд Ньютона «Математические начала натуральной философии»,заложивший основы современной теоретической физики.
Сложные перепитии в именах Аристотеля, Птолемея, Коперника, Декарта, поглощалась и заменялись гениальной ясностью Ньютона. Ньютон предложил ученому миру научно-исследовательскую программу, которая вскоре стала ведущей не только в Англии но и в Европе. Свою научную программу Ньютон назвал «экспериментальной философией»,подчеркивая решающее значение опыта, эксперимента в изучении природы. Ньютон подверг критике последователей Декарта с его гипотезой «вихрей».Упрек сводился к тому, что они не обращались в должной мере к опыту, конструировали «гипотезы», «обманчивые предположения» для объяснения природных явлений. «Гипотез не измышляю» - таков был девиз Ньютона. Идеи Ньютона, опиравшиеся на математическую физику и эксперимент, определили направление развития естествознания на многие десятилетия вперед.
Изменения в естествознании
Классическое естествознание заговорило языком математики. Новое естествознание сумело выделить количественные характеристики земных тел(форма, величина, масса, движение)и выразить их в математических закономерностях. Классическое естествознание «заговорило» языком математики. Античная наука тоже ценила математику, однако ограничивала сферу ее применения «идеальными» небесными сферами, полагая, что описания земных явлений возможно только качественное, т.е нематематическое. Новое естествознание сумело выделить объективные количественные характеристики земных тел (форма, величина, масса, движение)и выразить их в математических закономерностях. Новоевропейская наука нашла также мощную опору в методах экспериментального исследования явлений со строго контролируемыми условиями. Классическое естествознание безжалостно разрушило античные представления о космосе как вполне завершенном и гармоничном мире, который обладает совершенством, целесообразностью и пр. На смену им пришла скучная концепция бесконечной, без цели и смысла существующей Вселенной, объединяемой лишь идентичностью законов. Доминантной классического естествознания, да и всей науки Нового времени, стала механика. Сформировался также четкий идеал научного знания: раз и навсегда установленная абсолютно истинная картинка природы, которую можно подправлять в деталях, но радикально переделывать уже нельзя. Таковы особенности второй глобальной научной революции, условно названной «ньютоновской». Ее итог: механистическая научная картина мира на базе экспериментально-математического естествознания. В общем русле этой революции наука развивалась практически до конца XIX в. Как современник хочу дополнить, что познавая и осознавая какой вклад был вложен в науку, автоматически хочется, что бы каждый знал хотя бы историю и великие открытия, которые совершали обычные люди в столь давние времена.
Видео: Проблемы современного Естествознания.> biofile.ru
Великие естествоиспытатели были знаменитыми учеными, которые изучали природу непосредственно взаимодействуя с ней. Данное слово можно расшифровать, если поделить его на две части: "естество" - это природа, а "испытание" - проверка.
В период естествознания, когда природу нужно было описывать и изучать в целом, т. е. использовать знания из разных сфер науки, таких как ботаника, астрономия, зоология, минералогия, появились первые естествоиспытатели в разных странах мира. Стоит перечислить ученых, а о некоторых рассказать подробнее, которым удалось совершить интересные открытия, когда еще так мало было возможностей и знаний:
Великие естествоиспытатели были во Франции, Германии, Великобритании, Польше, Хорватии, Швейцарии и в России, среди которых известны Вячеслав Павлович Ковриго, Александр Федорович Котс и Михаил Васильевич Ломоносов.
Интерес к природе у человека появился еще в древности, когда он стал задумываться о том, какие растения можно употреблять в пищу, а какие нет, как охотиться на животных и как их приручить.
В Древней Греции появились первые великие естествоиспытатели, в том числе и Аристотель. Он первым стал изучать и наблюдать за природой и сделал попытку систематизировать полученные знания. При этом к своим наблюдениям ученый прилагал зарисовки, что помогало при исследовании. Это было первое научное пособие, которое долгое время использовали при изучении.
При жизни Аристотель создал большой зоологический сад, и в помощь ему были даны несколько тысяч человек, среди них рыболовы, пастухи, охотники, где каждый слыл мастером в своем направлении.
На основе собранных сведений ученый написал более 50 книг, где разделил организмы на простейшие, которые стояли на самой низшей ступени развития, а также выделил другие живые организмы, которые устроены сложнее. Он выделил группу животных, которые сегодня носят название Членистоногие, относятся к ним Насекомые и Ракообразные.
Постепенно знания накапливались, растениям и животным приходилось давать названия, но на разных материках люди давали свои наименования, вследствие чего возникала путаница. Особенно тяжело было ученым обмениваться знаниями и опытом, потому что сложно было понять, о чем или о ком идет речь. Система Аристотеля, которой пользовались долгое время, устаревала и уже не была актуальной, когда открыли новые земли.
Первым, кто понял, что настало время навести порядок, был шведский ученый Карл Линней, который проделал огромную работу в 17-м веке.
Он дал каждому виду название, причем на латинском языке, чтобы все могли понимать в разных странах мира. Также организмы были распределены на группы и классификации и получили двойное название (подвид). Например, береза имеет дополнительное имя как плосколистная и карликовая, медведь бурый и белый.
Системой Линнея пользуются до сих пор, хотя в разное время она видоизменялась и дополнялась, но ядро этой системы осталось прежним.
В 19-м веке в Англии жил знаменитый ученый Чарльз Дарвин, который внес вклад в развитие науки и создал свою теорию происхождения мира, о которой знает каждый школьник.
Многие великие естествоиспытатели придерживались версии Дарвина, которая заключалась в том, что живые организмы изменяются с течением времени, приспосабливаясь к определенным условиям жизни. Но не все могут приспособиться, и выживает сильнейший, который к тому же способен передать свои лучшие качества по наследству потомкам.
В разные годы великие естествоиспытатели были и в России, и многие знают об их заслугах и открытиях.
Ученый-генетик Николай Вавилов внес огромный вклад в изучение культурных растений. Он собрал крупнейшую коллекцию семян, которая насчитывала около 250 тысяч образцов, определил их место происхождения, а также разработал теорию об иммунитете растений.
Большой вклад в сферу иммунологии внес Илья Ильич Мечников, изучая организм человека и то, как он борется с различными вирусами. Работы были посвящены изучению холеры, тифа, туберкулеза, а также сифилиса, попыткам понять происхождение и найти способы борьбы. Он искусственно вызвал сифилис у обезьяны и описал это в своих трудах. Только за эти достижения его можно отнести к категории "великие естествоиспытатели". Биология для него была главной наукой: он создал теорию о происхождении многоклеточных организмов, при выведении которой посвятил много времени изучению процесса старения, и считал, что старость наступает преждевременно из-за самоотравления организма различными микробами и ядами.
fb.ru
Закономерно, что на основе отмеченных достижений дальнейшее развитие естествознания приобретало все больший масштаб и глубину. Идут процессы дифференциации научного знания, сопряженные с существенным прогрессом уже сформировавшихся и появлением новых самостоятельных наук. Тем не менее, естествознание этого времени развивалось в рамках классической науки, имеющей свои специфические черты, которые наложили неизгладимый отпечаток на работу ученых и ее результаты.
Важнейшей характеристикой классической науки является механистичность — представление мира в качестве машины, гигантского механизма, четко функционирующего на основе вечных и неизменных законов механики. Не случайно наиболее распростра-
ненной моделью Вселенной был огромный часовой механизм. Поэтому механика была эталоном любой науки, и любую науку пытались построить по ее образцу. Также она рассматривалась и как универсальный метод изучения окружающих явлений. Это выражалось в стремлении свести любые процессы в мире (не только физические и химические, но и биологические и социальные процессы) к простым механическим перемещениям. Такое сведение высшего к низшему, объяснение сложного через более простое называется редукционизмом.
Следствиями механистичности стало преобладание количественных методов анализа природы, стремление разложить изучаемый процесс или явление до его мельчайших составляющих, доходя до конечного предела делимости материи. Из картины мира полностью исключалась случайность, ученые стремились к полному завершенному знанию о мире — абсолютной истине.
Еще одной чертой классической науки была метафизичность — рассмотрение природы как из века в век неизменного, всегда тождественного самому себе неразвивающегося целого. Каждый предмет или явление рассматривался отдельно от других, игнорировались его связи с другими объектами, а изменения, которые происходили с этими предметами и явлениями, были лишь количественными. Так возникла сильная антиэволюционистская установка классической науки.
Механистичность и метафизичность классической науки отчетливо проявились не только в физике, но и в химии и биологии. Это привело к отказу от признания качественной специфики Жизни и живого. Они стали такими же элементами в мире-механизме, как предметы и явления неживой природы.
Эти черты классической науки наиболее отчетливо проявились в естествознании XVIII в., когда было создано множество теорий, почти забытых современной наукой. Отчетливо проявлялась редукционистская тенденция, стремление свести все разделы физики, химии и биологии к методам и подходам механики. Стремясь дойти до конечного предела делимости материи, ученые XVIII в. создают «учения о невесомых» электрической и магнитной жидкостях, теплороде, флогистоне как особых веществах, обеспечивающих у тел электрические, магнитные и тепловые свойства, а также способность к горению, соответственно. Среди наиболее значимых достижений естествознания XVIII в. следует отметить развитие атомно-молекулярных представлений о строении вещества и формирование основ экспериментальной науки об электричестве.
С середины XVIII в. естествознание стало все более проникаться идеями эволюционного развития природы. Значительную роль в этом сыграли труды М.В. Ломоносова, И. Канта, П.С. Лапласа, в которых развивалась гипотеза естественного происхождения Сол-
нечной системы. Влияние идей всеобщей связи и развития, разрушающих метафизичность классической науки, стало еще заметнее в XIX в. Классическая наука, оставаясь в целом метафизической и механистической, готовила постепенное крушение механической картины мира.
Если в XVII и XVIII вв. развитие естествознания сосуществовало с религией, и Бог присутствовал в картинах мира в качестве начального Творца, то развитие естествознания в XIX и XX вв. сопровождалось окончательным разрывом науки с религией, развитием технических наук, обеспечившим быстрый прогресс западных цивилизаций.
Революционными открытиями естествознания стали принципы неевклидовой геометрии К.Ф. Гаусса, концепция энтропии и второй закон термодинамики Р.Ю.Э. Клаузиуса, периодический закон химических элементов Д.И. Менделеева, теория естественного отбора Ч. Дарвина и А. Р. Уоллеса, теория генетической наследственности Г.И. Менделя, электромагнитная теория Дж. Максвелла.
Эти и многие другие не названные нами открытия XIX в. подняли естествознание на качественно новую ступень, превратили его в дисциплинарно организованную науку. Из науки, собиравшей факты и изучавшей законченные, завершенные, отдельные предметы, естествознание в XIX в. превратилось в систематизированную науку о предметах и процессах, их происхождении и развитии. Это произошло в ходе комплексной научной революции середины XIX в. Но все эти открытия оставались в рамках методологических установок классической науки. Не ушла в прошлое, а была лишь скорректирована идея мира-машины, остались неизменными все положения о познаваемости мира и возможности получения абсолютной истины, стремление к редукционизму. Механистические и метафизические черты классической науки были лишь поколеблены, но не отброшены. В силу этого наука XIX в. несла в себе зерна будущего кризиса, разрешить который должна была вторая глобальная научная революция конца XIX — начала XX в.
www.ronl.ru
Закономерно, что на основе отмеченных достижений дальнейшее развитие естествознания приобретало все больший масштаб и глубину. Идут процессы дифференциации научного знания, сопряженные с существенным прогрессом уже сформировавшихся и появлением новых самостоятельных наук. Тем не менее, естествознание этого времени развивалось в рамках классической науки, имеющей свои специфические черты, которые наложили неизгладимый отпечаток на работу ученых и ее результаты.
Важнейшей характеристикой классической науки является механистичность — представление мира в качестве машины, гигантского механизма, четко функционирующего на основе вечных и неизменных законов механики. Не случайно наиболее распростра-
ненной моделью Вселенной был огромный часовой механизм. Поэтому механика была эталоном любой науки, и любую науку пытались построить по ее образцу. Также она рассматривалась и как универсальный метод изучения окружающих явлений. Это выражалось в стремлении свести любые процессы в мире (не только физические и химические, но и биологические и социальные процессы) к простым механическим перемещениям. Такое сведение высшего к низшему, объяснение сложного через более простое называется редукционизмом.
Следствиями механистичности стало преобладание количественных методов анализа природы, стремление разложить изучаемый процесс или явление до его мельчайших составляющих, доходя до конечного предела делимости материи. Из картины мира полностью исключалась случайность, ученые стремились к полному завершенному знанию о мире — абсолютной истине.
Еще одной чертой классической науки была метафизичность — рассмотрение природы как из века в век неизменного, всегда тождественного самому себе неразвивающегося целого. Каждый предмет или явление рассматривался отдельно от других, игнорировались его связи с другими объектами, а изменения, которые происходили с этими предметами и явлениями, были лишь количественными. Так возникла сильная антиэволюционистская установка классической науки.
Механистичность и метафизичность классической науки отчетливо проявились не только в физике, но и в химии и биологии. Это привело к отказу от признания качественной специфики Жизни и живого. Они стали такими же элементами в мире-механизме, как предметы и явления неживой природы.
Эти черты классической науки наиболее отчетливо проявились в естествознании XVIII в., когда было создано множество теорий, почти забытых современной наукой. Отчетливо проявлялась редукционистская тенденция, стремление свести все разделы физики, химии и биологии к методам и подходам механики. Стремясь дойти до конечного предела делимости материи, ученые XVIII в. создают «учения о невесомых» электрической и магнитной жидкостях, теплороде, флогистоне как особых веществах, обеспечивающих у тел электрические, магнитные и тепловые свойства, а также способность к горению, соответственно. Среди наиболее значимых достижений естествознания XVIII в. следует отметить развитие атомно-молекулярных представлений о строении вещества и формирование основ экспериментальной науки об электричестве.
С середины XVIII в. естествознание стало все более проникаться идеями эволюционного развития природы. Значительную роль в этом сыграли труды М.В. Ломоносова, И. Канта, П.С. Лапласа, в которых развивалась гипотеза естественного происхождения Сол-
нечной системы. Влияние идей всеобщей связи и развития, разрушающих метафизичность классической науки, стало еще заметнее в XIX в. Классическая наука, оставаясь в целом метафизической и механистической, готовила постепенное крушение механической картины мира.
Если в XVII и XVIII вв. развитие естествознания сосуществовало с религией, и Бог присутствовал в картинах мира в качестве начального Творца, то развитие естествознания в XIX и XX вв. сопровождалось окончательным разрывом науки с религией, развитием технических наук, обеспечившим быстрый прогресс западных цивилизаций.
Революционными открытиями естествознания стали принципы неевклидовой геометрии К.Ф. Гаусса, концепция энтропии и второй закон термодинамики Р.Ю.Э. Клаузиуса, периодический закон химических элементов Д.И. Менделеева, теория естественного отбора Ч. Дарвина и А. Р. Уоллеса, теория генетической наследственности Г.И. Менделя, электромагнитная теория Дж. Максвелла.
Эти и многие другие не названные нами открытия XIX в. подняли естествознание на качественно новую ступень, превратили его в дисциплинарно организованную науку. Из науки, собиравшей факты и изучавшей законченные, завершенные, отдельные предметы, естествознание в XIX в. превратилось в систематизированную науку о предметах и процессах, их происхождении и развитии. Это произошло в ходе комплексной научной революции середины XIX в. Но все эти открытия оставались в рамках методологических установок классической науки. Не ушла в прошлое, а была лишь скорректирована идея мира-машины, остались неизменными все положения о познаваемости мира и возможности получения абсолютной истины, стремление к редукционизму. Механистические и метафизические черты классической науки были лишь поколеблены, но не отброшены. В силу этого наука XIX в. несла в себе зерна будущего кризиса, разрешить который должна была вторая глобальная научная революция конца XIX — начала XX в.
www.ronl.ru
Естествознание в эпоху Нового Времени.
В истории изучения человеком природы сложились два прямо противоположных, несовместимых метода этого изучения, которые приобрели статус общефилософских, т.е. носящих всеобщий характер. Это – диалектический и метафизический методы.
При метафизическом подходе объекты и явления окружающего мира рассматриваются изолированно друг от друга, без учета их взаимных связей и как бы в застывшем, фиксированном, неизменном состоянии. Диалектический подход, наоборот, предполагает изучение объектов, явлений со всем богатством их взаимосвязей, с учетом реальных процессов их изменения, развития.
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). 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. Оригинальной идеей Линнея стала бинарная система обозначения растений и животных. Согласно этой системе, любое название представителя растительного или животного мира состоит из двух латинских наименований: одно из них является родовым, а второе – видовым. Например, в указанной системе человек именовался по латыни Homo sapiens, т. е. человек разумный.
Но, Линней не вышел за рамки традиционного для науки XVIII века метафизического метода мышления. Распределив, образно говоря, 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 Богом
Новые научные идеи и открытия второй половины XVIII -- первой половины XIX века, вскрыли диалектический характер явлений природы. Достижения естествознания этого периода опровергали метафизический взгляд на природу, демонстрировали ограниченность метафизики, которая все более и более тормозила дальнейший прогресс науки. Только диалектика могла помочь естествознанию выбраться из теоретических трудностей.
2. Третья научная революция, диалектизация естествознания
Начало процессу стихийной диалектизации естественных наук, составившему суть третьей революции в естествознании, положила работа немецкого ученого и философа Иммануила Канта (1724-1804) «Всеобщая естественная история и теория неба». В этом труде, опубликованном в 1755 году, была сделана попытка исторического объяснения происхождения Солнечной системы. С появлением данной работы «Земля и вся Солнечная система предстали как нечто ставшее во времени».
Гипотезу Канта принято именовать небулярной, поскольку в ней утверждалось, 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, становившиеся центрами притяжения. Из одного такого крупного центра притяжения образовалось Солнце, вокруг него расположились частицы в виде туманностей, которые начали двигаться по кругу. В круговых туманностях образовались зародыши планет, начали вращаться также вокруг своей оси. Солнце и планеты сначала разогрелись вследствие трения слагающих их частиц, затем начали остывать.
Идеи Канта о возникновении и развитии небесных тел были несомненным завоеванием науки середины XVIII века. Но тогда особого значения теории Канта не придали.
Более сорока лет спустя французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749-1827), совершенно независимо от Канта и двигаясь своим путем, высказал идеи, развивавшие и дополнявшие кантовское космогоническое учение. В своем труде «Изложение системы мира», опубликованном в 1796 году, Лаплас предположил, что первоначально вокруг Солнца существовала газовая масса, нечто вроде атмосферы. Эта «атмосфера» была так велика, что простиралась за орбиты всех планет. Вся эта масса вращалась вместе с Солнцем (о причине вращения Лаплас не говорил). Затем, вследствие охлаждения, в плоскости солнечного экватора образовались газовые кольца, которые распались на несколько сфероидальных частей -- зародышей будущих планет, вращающихся по направлению своего обращения вокруг Солнца. При дальнейшем охлаждении внутри каждой такой части образовалось ядро, и планеты перешли из газообразного в жидкое состояние, а затем начали затвердевать с поверхности.
Имена создателей двух рассмотренных 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 находились 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 1812 году, 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. Поэтому, считал Кювье, современные геологические условия и представители живой природы совершенно не похожи на то, что было прежде. Причины катастроф и возникновение новых видов растительного и животного мира Кювье не объяснял.
Катастрофизму Кювье и его сторонников противостояло эволюционное учение, которое в области биологии отстаивал крупный французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (1744-1829). В 1809 году 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. Таким образом, Ламарк полагал, что приобретенные под влиянием внешней среды изменения в живых организмах становятся наследственными и служат причиной образования новых видов. Но передача по наследству этих приобретенных изменений ни Ламарком, ни кем-либо из его последователей доказана не была. Поэтому взгляды Ламарка на эволюцию живой природы не получили должного обоснования. Однако это не умаляет его заслуги как создателя первого в истории науки целостного, систематического эволюционного учения.
Для утверждения этого учения исключительно важную роль сыграл трехтомный труд «Основы геологии» английского естествоиспытателя Чарлза Лайеля (1797-1875). В этом труде, опубликованном в 1830-1833 годах, 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. В предисловии к своей знаменитой книге «Происхождение видов в результате естественного отбора» Чарлз Роберт Дарвин (1809-1882) писал: «Тот, кто прочтет великий труд Чарлза Лайеля о принципах геологии и все-таки не усвоит, как непостижимо огромны были прошлые периоды времени, может сразу же закрыть эту книгу».
Главный труд Дарвина «Происхождение видов» был опубликован в 1859 году. 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. Каждый вид, считал Дарвин, всегда находится на пути недостижимой гармонии с его жизненными условиями. 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. В октябре 1838 года. Шлейден и Шванн встретились и обменялись мнениями. После этого Шванн следующим образом сформулировал сделанное открытие: «Весь класс клеточных растений состоит только из клеток». Что касается животных, то их все «многообразные формы возникают также только из клеток, причем аналогичных клеткам растений». 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.
Экспериментальными и теоретическими исследованиями, проведенными в 40-х годах XIX века рядом ученых, было доказано, что «...все так называемые физические силы -- механическая сила, теплота, свет, электричество, магнетизм и даже так называемая химическая сила -- переходят при известных условиях друг в друга без какой бы то ни было потери силы...». Другими словами, речь шла о превращении одной формы энергии в другую.
К этой идее первоначально пришел немецкий врач Юлиус Роберт Майер (1814-1878) во время своего путешествия в Ост-Индию в 1840 году. Он обнаружил, что венозная кровь больных в тропиках была краснее, чем в Европе, и объяснил это явление более высоким содержанием кислорода в крови. Последнее, полагал Майер, обусловлено тем, что при высоких температурах в организме человека сгорает меньше пищи, поскольку тело в этих условиях требует меньше тепла, получаемого за счет питания. Поэтому в венозной крови остается больше кислорода. Таким образом, Майер фактически высказал мысль, что химическая энергия, содержащаяся в пище, превращается в теплоту (подобно тому, как это происходит с механической энергией мышц).
Только в 1842 году, после некоторых неудач, Майеру удалось опубликовать свою идею в статье «О количественном и качественном определении сил», а в 1845 году вышла его книга «Органическое движение в его связи с обменом веществ, вклад в естествознание». В этих работах Майер показал, что химическая, тепловая и механическая энергии могут превращаться друг в друга и являются равноценными.
Выводы Майера с недоверием были восприняты в научных кругах того времени как недостаточно обоснованные. Но опыты, проведенные одновременно и независимо от Майера английским исследователем Джеймсом Прескоттом Джоулем (1818-1889), подвели под идеи Майера прочную экспериментальную основу.. На основе хорошо поставленного эксперимента Джоуль пришел к выводу, что теплоту можно создавать с помощью механической работы, используя магнитоэлектричество (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.
turboreferat.ru
