Естественная карта мира

Господствовавшей  биологической доктриной в XVIII в. была теория преформизма - вложенных  зародышей, согласно которой в яйцеклетке или спермин любого живого существа содержится уже готовый маленький  организм, материализованный «чертеж» взрослого организма, в соответствии с которым без всякого развития происходит увеличение в масштабе всех органов до размеров взрослого организма; в зародышах находятся свои зародыши и так до бесконечности. Подтверждение справедливости этой идеи о бесконечно длинной и нелепой шеренге вложенных друг в друга зародышей преформисты якобы находили при помощи микроскопов. Но в то время микроскопы были так несовершенны, что при желании в икре лягушек можно было увидеть нечто похожее на живых лягушек.

Опровергнуть  теорию преформизма было трудно, потому что в естествознании все еще  имел силу аристотелевский тезис  о бесконечном делении материи  без качественного изменения  ее свойств.

Но  в недрах механистического мировоззрения  зреет идея развития, эволюции, природы. Первый кирпичик в фундамент эволюционной картины мира был положен Иммануилом Кантом с выходом его «Всеобщей естественной истории и теории неба» в 1755 г. Этой работой Канта,, по словам Ф. Энгельса, впервые было поколеблено представление, что природа не имеет никакой истории во времени.

Эволюционные  идеи в науке. Иммануил Кант для кенигсберцев был олицетворением постоянства и точности. По времени, в которое он выходил на прогулку, обедал со своими постоянными гостями, а потом засыпал после обеда под яблоней в саду, можно было проверять часы. Его костюмы шил один и тот же портной, и каждый следующий костюм был точной копией предыдущего. В его кабинете все вещи неизменно оставались на своих местах. Когда в саду соседа разрослась яблоня и ветка ее изменила вид из окна кабинета, господин Кант не успокоился, пока сосед не разрешил ему отпилить эту ветку. Словом, как в представлениях о природе в то время царила неизменность, так и в повседневной жизни вокруг себя Кант следовал этим представлениям. Но недаром тезис Канта «Имей мужество пользоваться своим умом» известен многим людям, даже очень далеким от занятий философией. Кант имел мужество выступить против царившего в науке представления о неизменности окружающего мира. Именно мужество надо было иметь, чтобы в противовес общепринятому мнению о созданном творцом мире, в котором все так совершенно, что больше ничего уже в нем не может измениться, заявить, что в деяниях природы нет ни добрых, ни злых целей, что все в ней идет своим чередом, гибель или возникновение в ней любых ее творений только этап в общем процессе развития. «Творение никогда не завершено. Некогда оно началось, но оно никогда не прекратится»,- разъяснял Кант общеизвестные сейчас истины. Согласно Канту, начало Солнечной системе дала туманность, состоящая из частиц, которые двигались хаотически. Силы притяжения и отталкивания между частицами вызывали вихревые движения, которые привели к вращению туманности. При этом периферийные ее части отрывались, превращаясь в планеты, а центральная часть стала Солнцем. Аналогично объяснялось образование и других солнечных и звездных систем Млечного пути. Идеей эволюции природы проникнута не только книга Канта «Всеобщая естественная история и теория неба», но и его статьи, посвященные Лиссабонскому землетрясению (1775 г.). Это землетрясение послужило мощным толчком, который ускорил созревание новых идей, крушение иллюзий о вечной гармонии природы, созданной творцом на вечные времена. Даже самым яяым приверженцам устоявшихся взглядов трудно было согласиться с существованием творца, который в мгновение ока погубил 60 000 невинных людей.

В геологии также утверждаются эволюционные идеи. В 1757 г. появляется работа М. В. Ломоносова «Слово о рождении металлов от трясения Земли», в которой доказывается, что вся история Земли - это  цепь непрерывных изменений.

Труднее всего идея эволюции завоевывала  биологию. Сам Кант признавался в  том, что решение загадки развития живых существ - непомерная трудность. «...Дайте мне материю, и я покажу вам, как из нее должен образоваться мир. Но... в состоянии ли мы сказать: дайте мне материю, и я покажу вам, как можно было бы произвести гусеницу?» - пишет он.

Но  нашлись люди, которые попытались объяснить, как происходит развитие живых организмов. Первым среди них  следует назвать профессора Петербургской  академии наук Каспара Вольфа.

«Характерно, что почти одновременно с нападением Канта на учение о вечности Солнечной  системы К. Ф. Вольф произвел в 1759 г. первое нападение на теорию постоянства  видов, провозгласив учение об эволюции»,- писал Ф. Энгельс. В своей диссертации «Теория генерации» (1759 г.) К. Вольф рассматривает первоначальное развитие живого тела, начиная от микроскопического, лишенного структуры зачатка, до сложного организма, обладающего тканями, органами и т. д., т. е. развитие организма в начале жизни с новообразованием всех необходимых для жизни органов - развитие путем эпигенеза. Как вы помните, это было время господства преформизма - теории вложенных зародышей, которая в корне отрицала всякое новообразование, развитие. Работа Вольфа стала объектом споров на ближайшие полвека: ведь он замахнулся не только на развитие отдельных организмов - на развитие видов, которые согласно царившему мировоззрению были созданы раз и навсегда и так были совершенны, что их не надо было изменять.

У Вольфа были предшественники в прошлом, и прежде всего Аристотель. Но в  настоящем были только враги, и среди  них такие могущественные, как  Галлер и Лейбниц.

Попробуем разобраться, почему теорию преформизма  защищали гениальные ученые, а теория развития организма, несмотря на свое начало еще от Аристотеля, с таким  трудом прокладывала себе путь.

Аристотель  первый увидел в эмбриональном развитии новообразование из «бесформенной» материи. Но он не мог ответить на вопрос, почему из эмбриона курицы всегда появляется курица (петух), а не крыса, например, или какое-то другое существо. Теперь мы знаем, что в зародыше курицы есть молекулы ДНК, в которых закодированы все признаки будущей курицы, в свою очередь в ее яйцеклетках в молекулах ДНК будут закодированы признаки следующего поколения этой породы кур (петухов), и так будет продолжаться, пока этот вид существует.

Сторонники  преформизма искали внутреннюю «модель», вещественный чертеж организма, который  сам способен к росту, они отрицали развитие с образованием нового. Но многие факты вступили в противоречие с их взглядами. Например, как объяснить  явление регенерации? Ящерица отращивает новый хвост, тритон- лапу, из одной гидры можно получить несколько, если разрезать ее на куски. Почему у нормальных родителей бывают уродливые дети? Эпигенез мог ответить на эти вопросы: форма рождалась из бесформенной материи. Он был ближе к той истине, которая сейчас известна нам: форма рождается заново, модель же ее заложена в хромосомах. Но слабой стороной эпигенеза было допущение о существовании жизненной или формирующей организм силы, которую, однако, найти не могли. Именно эта «сила» и вызывала критику эпигенеза. Эпигенетики утверждали прогрессивную идею развития в природе, они способствовали формированию представлений о естественном образовании новых видов животных и растений и даже о зарождении живого из неживого. А это уже было покушение на религиозную точку зрения, согласно которой только верховному творцу было под силу творение живого.

Идея  эволюции в живой природе овладевала все новыми и новыми умами. Профессор  Петербургской академии наук К. Бэр  высказывает мысль о том, что  живые существа возникли из одной  простой формы. Этим он объяснял сходство эмбрионов различных видов животных.

Утверждению идеи эволюции в биологии способствовали и работы французских ученых, в  особенности Ламарка.

Ламарк  придерживался того мнения, что природа  создавала различные живые тела, постепенно переходя от самого простого к более сложному, что природа непосредственно, т. е. без помощи какого-либо органического акта, могла создать только наиболее просто организованные тела как в царстве животных, так и в царстве растений. Ламарк полагал, что самозарождение происходит из «желатинообразных частиц», что в ходе эволюции особи, составляющие вид, остаются неизменными до тех пор, пока не изменяются внешние обстоятельства, влияющие на образ их жизни. По Ламарку, причиной эволюции являются изменения окружающей организмы среды. Они приводят к изменению в применении тех или иных органов животных и к наследственным изменениям как формы, так и функций этих органов. Заслуга Ламарка в развитии эволюционной теории огромна, хотя его учение не могло объяснить многое в живой природе.

Мы  оставляем биологию в тот момент, когда где-то в последующие годы будет готовиться к кругосветному  путешествию корабль «Бигл», на котором молодой Ч. Дарвин будет вести наблюдения. А в городе Брюнне, в ботаническом саду монастыря св. Фомы, монах Грегор Мендель будет ставить массовые опыты по гибридизации 34 сортов гороха. Мы знаем, что в 1859 г. будет издана книга «Происхождение видов». Дарвин станет властителем умов, его учение произведет первое заметное разрушение механической картины мира. Мендель умрет, так и не узнав о признании своего открытия: оно слишком опередило его время. Но и закон естественного отбора, и законы Менделя займут свое достойное место в научной картине мира.

А теперь мы обратимся к химии. Развитие этой науки, так же как и биологии, доказывало, что мир образован не механическим сложением частей, где каждая его часть выполняет определенную функцию, предначертанную ей с момента создания мира, что природа не так проста, чтобы все процессы и явления, происходящие в ней, объяснять только перемещением бескачественных, вечных, неизменных частиц, подходить к ним с одинаковыми законами.

4. Развитие представлений о строении  вещества

В 1647 г. выходит книга французского философа П. Гассенди, в которой он пишет о том, что все тела состоят  из атомов, аналогично тому как из строительных материалов построены дома. В телах атомы объединяются в группы, которые Гассенди назвал молекулами. Он считал, что если атомы соединяются друг с другом в нескольких точках, то образуется жидкое тело, если же точек соединения много, то образуется твердое тело. Конечно, взгляды Гассенди были наивными, но тем не менее они способствовали развитию атомистических представлений о строении вещества.

Роберт  Бойль, английский химик и физик, который положил начало становлению  химии как самостоятельной науки  и дал первое научное определение  химического элемента, также придерживался  атомистических взглядов.

Атомно-молекулярные представления о строении вещества развивал М. В. Ломоносов. Он объяснял свойства тел конфигурацией молекул, образующих эти тела, а изменение свойств  тел в химических реакциях - изменением конфигураций молекул. Конечно, это  еще не была современная теория строения вещества. Как и другие ученые, сторонники механистического мировоззрения, Ломоносов  основными характеристиками атомов и молекул считал их массу, скорость, координаты.

Химики  получили веское доказательство существования  атомов и молекул после того, как  Джоном Дальтоном в 1807 г. был открыт закон кратных весовых отношений. Но природа химической связи осталась необъяснимой. Вы знаете, что это удалось сделать только на основе квантовых представлений.

Дальнейшее  развитие химии связано с работами Лавуазье. С ними вошел в науку  закон сохранения массы вещества, в химии стали систематически применяться количественные методы, была выяснена роль кислорода в процессах  горения и дыхания, что способствовало опровержению теории флогистона, утверждению  атомистических представлений, зарождению органической химии.

К 1850 г. атомно-молекулярная теория стала  господствующей и в химии, и в  физике. Во многом этому способствовал  шведский ученый Якоб Берцелиус. Он построил систему атомных весов всех известных тогда химических элементов. Каждый вид атомов получил «права гражданства» в научной картине мира. Разработанная им электрохимическая теория позволила высказать догадку о силах, действующих между атомами, о распределении электричества на атомах, о неравноценности их «полюсов». Как видим, благодаря химии каждый вид атомов стал приобретать свое лицо. Обратите внимание на классификацию материальных объектов по Берцелиусу (рис. 28). Такая классификация уже не вписывалась в механическую картину мира, в которой основным было представление об элементах мира как о неделимых частицах, обладающих массой. Невидимые, невещественные, невесомые субстанции Берцелиуса подготавливали формирование представления о поле - еще одном виде материи.

Исследования  в области органической химии  помогли биологам расправиться с  «жизненной силой», которая в живом  организме должна была руководить образованием органических веществ из неорганических.

Накопление  экспериментальных данных о химических и физических свойствах химических элементов позволило Д. И. Менделееву открыть периодический закон (1869 г.). В основу классификации элементов  Д. И. Менделеев положил массу  их атомов: как и другие сторонники механистического мировоззрения, основным свойством атомов он считал массу. Но картина изменения свойств веществ, созданная Менделеевым, не вписывалась  в механическую картину мира.

Как видим, развитие биологии, химии, физики привело к тому, что начался  распад механической картины мира.

Механистический детерминизм не подтверждался развитием  науки и вызывал возражения философов. Механицизм утверждал покорность ходу событий, невозможность их изменения: зачем бороться с какими-то неприятностями, если они «запрограммированы» миллионы лет тому назад расположением  частиц и их скоростями? Подобное мировоззрение  не допускало никаких революций, никаких изменений в собственной судьбе или судьбе общества.

В 1781 г. выходит книга И. Канта «Критика чистого разума». В ней автор, пытаясь проникнуть в глубь истории с ее картинами ужасающей жестокости, бесчеловечности, глупости, ставит вопрос: «Как весь этот видимый хаос совместить с понятием прогресса человеческого развития?» - и приходит к выводу, что суетное на одном системном уровне оказывается закономерным на другом, более высоком уровне. Природные задатки человека, его разум развиваются не в индивиде, а в роде. Род людской развивается в направлении прогресса, несмотря на отдельные эгоистические желания. Источником естественного развития Кант считает борьбу. Таким образом, мы видим, что человеческая мысль подошла к диалектической идее о единстве и борьбе противоположностей, которые составляют основу всякого развития.

Закон естественного отбора был открыт Ч. Дарвином под влиянием идеи о причине  развития. Как вы помните, этот закон  носит статистический характер - случайные  изменения на одном системном  уровне (на уровне индивидуального  развития) проявляются путем естественного  отбора на уровне вида. Выход книги  Дарвина «Происхождение видов» (1859 г.)* совпал с открытием Дж. Максвеллом статистического закона о распределении  молекул по группам, отличающимся различными скоростями. Этот закон определяет вероятность распределения молекул  по скоростям, т. е. он допускает случайные  события. Согласно представлениям механической картины мира, как вы помните, случайностям в мире не было места. С открытием  закона Максвелла в науку входит понятие о динамических и статистических закономерностях. Первые с абсолютной точностью определяют поведение  отдельных тел, вторые - определяют вероятность поведения тел, входящих в большие ансамбли. Таким образом, статистические закономерности определяют поведение тел на макроуровне, на микроуровне же поведение микрочастиц продолжали объяснять строгие динамические закономерности, т. е. механистический детерминизм оказался ограниченным «сверху» (на макроуровне).

Утвердить в науке теорию вероятности помогли  работы Л. Больцмана, связанные со статистическим обоснованием второго начала термодинамики, установлением связи между энтропией  и вероятностью. Все это привело  к тому, что механическое движение уже перестало быть господствующим видом движения материи, хотя еще  продолжало существовать представление  о едином виде материи - веществе.