Достижения в области естествознания

Достижения в области естествознания

На возникновение теоретической социологии большое влияние оказали и естественнонаучные предпосылки. Следует отметить ряд важных открытий в области естест­вознания, следовавших друг за другом, которые сущест­венно подорвали старый, метафизический взгляд на при­роду и повлияли на изменение взгляда на мир в целом. При этом особо следует выделить первую треть XIX в., когда естествознание вступило в полосу бурного подъема, в результате чего была подготовлена почва великим от­крытиям второй трети XIX в. Расшатывание метафизичес­кого понимания природы было положено уже в XVIII веке многочисленными открытиями ученых-естествоис­пытателей различных стран, подкрепляющими и допол­няющими друг друга. Кратко остановимся на взглядах, на наш взгляд, наиболее важных для возникновения социо­логии, некоторых передовых ученых, начиная с XVIII в.

Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765), первый рус­ский ученый- естествоиспытатель мирового значения, своими многочисленными открытиями внес огромный вклад в науку о природе: развивал атомно-молекулярные представления о строении вещества, сформулировал принцип сохранения материи и движения, описал стро­ение Земли, объяснил происхождение многих полезных ископаемых и минералов и т.д.

Иммануил Кант (Kant) (1724-1804), немецкий фило­соф, родоначальник немецкой классической философии, и Пьер Симон Лаплас (Laplace) (1749-1827), французский астроном, математик, физик, своей космогонической[6] ги­потезой подорвали метафизические взгляды на происхож­дение и строение вселенной.

В 1755 г. И.Кант анонимно издает свое наиболее вы­дающееся произведение «докритического периода» «Все­общая естественная история и теория неба». Цель работы заключалась в том, чтобы «найти то, что связывает между собой в систему великие звенья Вселенной во всей ее бесконечности; показать, как из первоначального состоя­ния природы на основе механических законов образова­лись сами небесные тела и каков источник их движения...» [91. С.117]. Свои взгляды И.Кант излагает в виде гипотезы, предоставляя читателю самому оценить ее до­стоинства и недостатки.

Как и предшествующие ему сторонники учения о ме­ханическом происхождении мироздания (Эпикур, Лукреций, Левкипп и Демокрит), он считал, «что первоначаль­ным состоянием природы было всеобщее рассеяние пер­вичного вещества всех небесных тел, или, как они их называют, атомов» [91. С. 123]. Но, в отличие от указан­ных философов, выводивших наблюдаемый в мироздании порядок из слепого случая, И.Кант отмечал, «что материя подчинена некоторым необходимым законам» [91. С.124]. Дальше он уточняет: «Представив мир в состоянии про­стейшего хаоса, я объяснил великий порядок природы только силой притяжения и силой отталкивания — двумя силами, которые одинаково достоверны, одинаково про­сты и вместе с тем одинаково первичны и всеобщи. Обе они заимствованы мною из философии Ньютона» [91. С.131].

В 1796 г. во Франции П.Лаплас самостоятельно, неза­висимо от И.Канта, сформулировал математические вы­воды из подобной гипотезы, благодаря чему она получила почти всеобщее признание. В историю данная гипотеза вошла под названием канто-лапласовой теории [см.: 86. С.35].

П.Лаплас является автором классических работ по не­бесной механике (динамика Солнечной системы в целом и ее устойчивость и др.) — «Трактат о небесной механике» (т. 1-5, 1798-1825) и теории вероятностей — «Аналитичес­кая теория вероятностей» (1812). Огромное значение кос­могонической гипотезы заключалось в том, что она устра­нила метафизические утверждения о «первом толчке».

Далее кратко рассмотрим выдающиеся достижения в конкретных областях знаний.

В геологии. Чарльз Лайель (Лайелл) (Lyell) (1797-1875), английский естествоиспытатель, один из основоположни­ков актуализма в геологии, дал описание истории земли. В своем главном труде «Основы геологии» (т. 1-3, 1830-1833), в противовес «теории катастроф» Жоржа Кювье (Cuvier) (1769-1832), отрицавшей развитие в природе и саму идею развития, он развил учение о медленном и непрерывном изменении земной поверхности под влия­нием постоянных геологических факторов (вода, температура и т.д.) и доказал, что в истории земли не участвовали никакие сверхъестественные силы.

В биологии. Жан Батист Ламарк (Lamarck) (1744-1829), французский естествоиспытатель, предшественник Ч.Дарвина, разработал теорию эволюции органического мира (ламаркизм). В своей работе «Философия зоологии» (1809) он решительно выступил против господствовавшей в то время метафизической идеи вечности и неизменнос­ти биологических видов. Им была сформулирована пер­вая целостная концепция эволюции живой природы.

В химии. Джон Дальтон (Дольтон) (Dolton) (1766-1844), английский химик и физик, создатель химического атомизма, раскрывающего внутреннее строение вещества. В 1801 и 1803 гг. открыл газовые законы, названные его именем (законы Дальтона). Дж. Дальтон первым сначала теоретически предсказал, а затем с помощью эксперимен­тов открыл у атомов такие специфические свойства, как «атомный вес», способность соединяться в кратных отно­шениях. Ему впервые удалось органически связать старую идею об атомах с опытными данными химического ана­лиза, подобные попытки в свое время предпринимались М.В.Ломоносовым. Соединение общетеоретических представлений о строении вещества с непосредственно наблюдаемыми в лаборатории эмпирическими данными привело к тому, что естествоиспытатели начала XIX века признали важность роли теоретического мышления для развития естествознания. Химики, доказав, что лежащий в основе химической атомистики[7] один и тот же закон кратных отношений, применим как к неорганическим, так и к органическим веществам, тем самым уничтожили искусственно придуманный метафизический разрыв между живой и неживой природой.

Фридрих Вёлер (Wohler) (1800-1882), немецкий химик, в 1824-1828 гг. искусственным путем получил из неорга­нических веществ первое органическое соединение — мо­чевину, нанеся этим сокрушительный удар по метафизике и витализму [см.: 86. С.217]. Во второй трети XIX в. синтез органических веществ достиг уже невиданного размаха. Во многом это было обусловлено запросами крупной химической промышленности, заинтересован­ной в расширении своей сырьевой базы. Расширение сырьевой базы за счет замены естественных химических продуктов искусственными, синтетическими неизбежно

вело к стимулированию изучения химических превраще­ний веществ. В результате чего было синтезировано много разных веществ, получение которых раньше считалось невозможным без участия «жизненной силы».

В физике. Шло расшатывание основ метафизического учения о «невесомых жидкостях» (например, о теплороде) и «жизненных силах». Исследуя малоизученные формы движения, ученые постепенно накапливали факты, кото­рые неопровержимо вели к признанию взаимной связи форм движения, способных превращаться друг в друга. В первой трети XIX в. особенно большие успехи были до­стигнуты в области изучения электрических явлений, до этого эта область физики находилась в зачаточном состо­янии. В XIX в. в связи с потребностью наладить новую технику связи как в военных, так и в промышленных целях перед учеными на первый план выдвигается вопрос об изучении динамического электричества — электричес­кого тока и его законов.

Гемфри (Хамфри) Дэви (Дейва) (Devy) (1778-1829), анг­лийский физик и химик, один из основателей электрохи­мии. Открыл химическое действие электрического тока (явление электролиза). В 1807-1809 гг. получил электро­лизом калий, натрий, стронций, кальций, барий, магний. Это положило начало изучению связи между химически­ми и электрическими явлениями, т.е. между такими об­ластями явлений природы, которые до этого были мета­физически разорваны между собой.

Никола Леонор Сади Карно (Carnot) (1796-1832), фран­цузский физик и инженер, один из основателей термоди­намики, в своей основной работе «Размышления о движу­щей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» в 1824 г. сформулировал так называемый второй принцип термодинамики.

В астрономии. Урбен Жан Жозеф Леверье (Le Verrier) (1811-1877), французский астроном. Основные труды по­священы теории движения больших планет, устойчивости Солнечной системы. В 1846 г. на основании исследований отклонения планеты Урана от того пути, по которому ей следовало двигаться в силу законов ньютоновской меха­ники вокруг Солнца, сделал предположение, что сущест­вует некая, пока еще неизвестная, планета, которая, воздействуя на Уран, заставляет его двигаться не так, как если бы ее не было. Строго учитывая требования законов механики Ньютона, У.Леверье точно вычислил в какой момент времени и в каком месте небесного свода данная планета окажется, где ее и можно будет найти при помо­щи телескопа. В этом же году немецкий астроном Иоганн Готфрид Галле (Са11е) (1812-1910) в указанное время, в указанном месте, направив туда трубу телескопа, обнару­жил неизвестную до того времени планету, которую на­звали Нептуном. Открытие новой планеты потрясло весь ученый мир, так как это было открытие, сделанное, как о нем говорили, «на кончике пера» [см.: 86. С.229].

Особо следует отметить три великих открытия в есте­ствознании второй трети XIX в., которые оказали наи­большее влияние на необходимость появления новой науки об обществе — социологии, это создание клеточной теории, открытие закона сохранения и превращения энергии и создание эволюционной теории в биологии .

Среди открытий того времени, сделанных в области изучения живой природы, в первую очередь следует отме­тить создание клеточной теории. В 1838-1839 г.г. ее выдви­нули, обосновали и развили немецкие ученые — биолог Теодор Шванн (Schwann) (1810-1882) и ботаник Маттиас Якоб Шлейден (Schleiden) (1804-1881). Справедливости ради следует отметить, что первые основы этой теории были заложены еще в 1827-1834 гг. русским ботаником П.Ф.Горяниновым и в 1837 г. чешским биологом Я.Пуркине.

Т.Шванн на основании собственных исследований, изучении структуры животных тканей (хряща, спинной струны), а также исследований клеток растений М.Шлейдена и ряда других ученых в своем классическом труде «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений» (1839) впервые сформулировал основное положение об образовании кле­ток и клеточном строении всех организмов.

С помощью проведенных Т.Шванном и М.Шлейденом исследований было доказано единство строения жи­вотных и растений и сделан вывод, что «существует общий принцип развития для самых различных элемен­тарных частей организма и что этим принципом развития является клеткообразование» [302. С.306-307].

Благодаря этому стало возможным объяснение роста и развития живых существ, а также была доказана тесная связь обоих царств органической природы, так как законы развития растений и животных были тождественны. Этим была разрушена метафизическая перегородка, кото­рая разделяла до этого обе области живой природы.

Производственная практика выступала основным ис­точником развития науки в области естествознания, при­ведшим к открытию закона сохранения и превращения энергии. Первый проект универсального парового двига­теля — первой в мире двухцилиндровой машины непре­рывного действия — был разработан в 1763 г. русским теплотехником Ив.Ив. Ползуновым (1728-1766), но, к сожа­лению, осуществить этот проект ему не удалось. В 1774-1784 гг. английский изобретатель Джеймс Уатт (Watt) (1736- 1819) изобрел паровую машину с цилиндром двойно­го действия. Созданный им универсальный тепловой двига­тель был первым и до конца XIX в. оставался практически единственным универсальным двигателем. Этот двигатель сыграл большую роль в переходе к машинному производст­ву, в прогрессе промышленности и транспорта.

Идею сохранения количества движения во всем мире высказывал в свое время еще Декарт. М.В.Ломоносовым была обоснована идея всеобщего закона сохранения мате­рии и движения. Дальнейшей конкретизацией, развитием и обогащением общего положения о сохранении движе­ния, а также его экспериментальным обоснованием стало открытие закона сохранения и превращения энергии.

В 40-х годах XIX в. идея единства форм движения (так называемых «сил» природы) и их взаимной превращаемости прочно пустила корни в естествознании. Учение об энергии в это время разрабатывали многие выдающиеся естествоиспытатели в разных странах: в Германии — Р.Майер (1814-1878) и Г.Гельмгольц (1821-1894), в Анг­лии — Дж.Джоуль (1818-1889) и У.Р.Гров, в Дании -Кольдинг и т.д.

Юлиус Роберт Майер (Мауег) (1814-1878), немецкий естествоиспытатель и врач, в 1842 г. первым сформулиро­вал закон сохранения и превращения энергии и теорети­чески рассчитал механический эквивалент теплоты. Джеймс Прескотт Джоуль (Joule) (1818-1889), англий­ский физик, экспериментально обосновал закон сохране­ния и превращения энергии и определил механический эквивалент тепла. Герман Людвиг Фердинанд Гельмгольц (Helmholtz) (1821-1894), немецкий ученый, в 1847 г. впервые математически обосновал закон сохранения и пре­вращения энергии, показав его всеобщий характер.

Открытие и обоснование закона сохранения и превра­щения энергии нанесло решающий удар по всей метафи­зической и идеалистической концепции «сил» и по всему метафизическому учению о «невесомых жидкостях».

Большое значение имело также появление эволюцион­ного учения великого английского естествоиспытателя-новатора Чарльза Роберта Дарвина (Darwin) (1809-1882). 24 ноября 1859 г. в Лондоне вышел основной труд Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Тираж этой книги разошелся в течение одного дня, что для тех лет был случай невиданный. Отношение к книге было неоднозначно, одни восхищались этой кни­гой, а другие — злобно бранили [см.: 3. С.10]. В этом своем труде, в основе которого лежали обобщенные ре­зультаты собственных наблюдений во время пятилетнего кругосветного путешествия на корабле «Бигль» (1831-1836), достижений современной ему биологии и многове­кового практического опыта сельского хозяйства по раз­ведению культурных растений и домашних животных, были вскрыты основные факторы эволюции органическо­го мира. Ч.Дарвин показал, что в качестве движущей силы прогрессивной эволюции животного мира выступают — изменчивость, наследственность и естественный отбор. В 1868 г. выходит следующий труд Ч.Дарвина «Изменение домашних животных и культурных растений» (т. 1-2), в котором приводится дополнительный фактический мате­риал к основному труду. А в 1871 г. вышла знаменитая его работа «Происхождение человека и половой отбор», в которой была высказана и обоснована гипотеза естествен­ного, природного, а не божественного происхождения человека, гипотеза происхождения человека от общего с современными человекообразными обезьянами предка.

Историческое значение исследований Ч.Дарвина за­ключалось в том, что он опроверг господствующие в то время в биологии религиозно-идеалистические представ­ления о «творческих актах», а также подорвал религиозно-идеалистическую, креационистскую[8] «теорию» происхож­дения видов К.Линнея и Ж.Кювье, в основе учения кото­рых лежало представление о живой природе, разных видах растений и животных как всегда постоянных и неизменяемых. Он установил и доказал, что биологические виды изменяются, что между видами существует преемствен­ность, а возникающие в природе уклонения в видовых признаках наследуются. Также своим учением он доказы­вал, что современная живая природа, все биологические виды, в том числе и человек, появились в результате закономерного процесса постепенного развития, который длился миллионы лет.

Эволюционная теория Ч.Дарвина противостояла реак­ционной «теории катастроф», внезапных изменений Ж.Кювье, отрицавшей развитие в природе и саму идею развития. В своем труде «Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара» (1821) Ж.Кювье, проанализи­ровав полученные до него и им самим данные об ископа­емых организмах (окаменелостях), установил закономер­ную связь между определенными видами ископаемых и геологическими формациями, в отложениях которых они были найдены, что позволило установить закономерную историческую последовательность в образовании геологи­ческих слоев в земной коре. Но, несмотря на то, что он своим открытием фактически обосновал исторический взгляд на природу, он решительно выступает против идеи развития, выдвигая свою «теорию катастроф». По этой теории, на поверхности земли периодически происходили катастрофы или катаклизмы. Морское дно внезапно под­нималось, а суша опускалась, в результате чего все живое на суше гибло погребенное водой, в свою очередь все живое в воде, оказавшись на суше, также погибало. Поэ­тому, по мнению Ж.Кювье, количество имевших место в истории земли геологических эпох и периодов соответст­вовало такому же количеству катастроф, произошедших на поверхности земли [см.: 86. С.224].

Эволюционизм получил широкое распространение не только в биологии, он стал одним из ведущих направле­ний общественной мысли того времени. Опираясь на представление о единстве законов истории природы и истории человека, о единстве метода естественных и об­щественных наук, он подрывал провиденциалистские объяснения развития. Спроецирование теории эволюции на сферу общественной жизни породило многочисленные версии социал-дарвинизма. А принципы биологической эволюции многие ученые начали использовать для обо­снования различных концепций социальной эволюции.

Прогресс естествознания в первой половине и середи­не XIX в. в странах Западной Европы был обусловлен бурными темпами развития капиталистического произ­водства, в первую очередь крупной промышленности, на­чавшимися после победы французской буржуазной рево­люции конца XVIII в. и утверждения капиталистического строя. Интересы развивающегося материального произ­водства, запросы технического прогресса с неизбежнос­тью вели к развитию естествознания. Например, откры­тие закона сохранения энергии и возникновение термо­динамики были обусловлены технической потребностью, практической заинтересованностью в более рациональ­ном использовании силы пара, а именно, повышении коэффициента полезного действия паровой машины. Раз­витие химической атомистики сначала было обусловлено запросами крупной химической промышленности в необ­ходимости контроля химического производства и разра­ботки рациональных способов химической технологии, а во второй трети XIX в. — в потребности расширения сырьевой базы за счет замены естественных химических продуктов искусственными, синтетическими. В основе биологического учения Ч.Дарвина лежало теоретическое обобщение селекционной практики растениеводов и жи­вотноводов. Таким образом, естественнонаучные откры­тия ученых первой половины и середины XIX в. в значи­тельной степени зависели от социально-исторической об­становки и технике экономических условий развития каждой страны, а также от научной связи с учеными других европейских стран.

Все вышеперечисленные и другие открытия, сделан­ные учеными в области естествознания, подводили к со­ставлению совершенно иной картины мироздания и исто­рического прогресса человечества, нежели та, которая господствовала до этого. Объективное значение великих открытий естествознания первой половины и середины XIX в. заключалось в раскрытии всеобщей связи явлений природы. Они доказывали, что как в живой, так и в неживой природе происходят развитие и превращение разнообразных форм движущейся материи.

Великие открытия естествознания послужили естест­веннонаучной основой для создания нового, диалектико-материалистического мировоззрения, что было осущест­влено в середине XIX в. основоположниками марксизма.

Данные открытия легли также в основу созданного О.Контом, Г.Спенсером и Э.Дюркгеймом учения об об­ществе, основанного на принципах биологии, — «органи­ческой теории развития общества».