- •В.И. Машкин История и методология биологии Учебное пособие для магистров
- •1. Натурфилософия и ее место в истории естествознания 199
- •1.1 Возникновение античной науки. Космоцентризм древнегреческой натурфилософии 200
- •1.5. Древнеримский период античной натурфилософии 211
- •1.7. Научные революции в истории общества 214
- •1.10. Естествознание Нового времени и проблема философского метода 224
- •1.11. Третья научная революция. Диалектизация естествознания 227
- •Введение
- •1.1. История изучения животных в древности
- •1. Биологические представления о живой природе
- •1.2. Натурфилософия и ее место в истории естествознания
- •1.3. Возникновение античной науки. Космоцентризм древнегреческой натурфилософии
- •1.4. Первый (ионийский) этап развития древнегреческой натурфилософии
- •1.5. Второй (афинский) этап развития древнегреческой натурфилософии. Учение Аристотеля
- •1.6. Третий (эллинистский) этап в древнегреческой натурфилософии
- •1.7. Древнеримский период античной натурфилософии
- •1.8. Биология в средние века
- •1.9. Научные революции в истории общества
- •1.9.1. Первая научная революция. Учение о множественности миров
- •1.9.2. Вторая научная революция. Механистическая картина мира
- •1.9.3. Естествознание Нового времени и проблема философского метода
- •1.9.4. Третья научная революция. Диалектизация естествознания
- •1.9.5. Начало крушения механистической картины мира
- •1.9.6. Четвертая научная революция. Окончательное крушение механистической картины мира
- •1.10. Систематизация биологических знаний в XV-XVIII веках
- •2. Развитие зоологических исследований
- •2.1. История изучения животных в России
- •2.2. История формирования науки экологии
- •2.2.1. Первоначальное накопление сведений об экологии
- •2.2.2. Экологические представления в первой половине XIX столетия
- •2.2.3. Основоположники отечественной экологии животных
- •2.2.4. Экологические воззрения ч. Дарвина
- •2.2.5. Экология животных в конце хiх столетия
- •2.2.6. Экология животных в начале хх столетия
- •2.2.7. Формирование «советской» экологии
- •2.2.8. Экология животных второй половины хх столетия
- •2.2.9. Экология животных в конце хх столетия
- •2.2.10. Некоторые итоги и задачи экологии животных
- •3. Предмет и метод биологии
- •3.1. Биология и научный метод
- •3.2. Источники научных сведений
- •3.3. Приобретение знаний
- •4. Методология биологии
- •4.1. Научный метод
- •4.2. Общенаучные методы эмпирического познания
- •4.2.1. Наблюдение
- •4.2.2. Эксперимент
- •4.2.3. Измерение
- •4.3. Общенаучные методы теоретического познания
- •4.3.1. Абстрагирование. Восхождение от абстрактного к конкретному
- •4.3.2. Идеализация. Мысленный эксперимент
- •4.3.3. Формализация. Язык науки
- •4.3.4. Индукция и дедукция
- •4.4. Общенаучные методы, применяемые на эмпирическом и теоретическом уровнях познания
- •4.4.1. Анализ и синтез
- •4.4.2. Аналогия и моделирование
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. Возникновение и эволюция жизни
- •5.1. Теории возникновения жизни
- •5.1.1. Креационизм
- •5.1.2. Самопроизвольное (спонтанное) зарождение
- •5.1.3. Теория стационарного состояния
- •5.1.4. Теория панспермии
- •5.1.5. Биохимическая эволюция
- •6. Теория эволюции
- •6.1. Теория эволюции Ламарка
- •6.2. Дарвин, Уоллес и происхождение видов в результате естественного отбора
- •7. Современное представление об эволюции
- •7.1. Палеонтология
- •7.2. Географическое распространение
- •7.3. Классификация
- •7.4. Селекция растений и животных
- •7.5. Сравнительная анатомия
- •7.6. Адаптивная радиация
- •7.7. Сравнительная эмбриология
- •7.8. Сравнительная биохимия
- •7.9. Эволюция и генетика
- •8. Единство и многообразие органического мира
- •9. Жизнь как биологический круговорот веществ
- •10.1.Структура биологического знания
- •10.1.1. Период систематики
- •10.1.2. Эволюционный период
- •10.1.3. Период микромира
- •10.2. Уровни организации жизни
- •10.2.1. Молекулярный уровень
- •10.2.2. Клеточный уровень
- •10.2.3. Онтогенетический уровень
- •10.2.4. Популяционно-видовой уровень
- •10.2.5. Биогеоценотический уровень
- •10.2.6. Биосферный уровень
- •10.3. Молекулярно-генетические исследования
- •10.3.1. Молекулярно-генетический уровень
- •10.3.2. Клеточный уровень
- •10.3.3. Популяционный уровень
- •10.3.4. Биосферный уровень
- •10.4. Живое вещество и биосфера
- •Рекомендуемая литература
- •Приложения Приложение 1
- •Экологическая доктрина Российской Федерации
- •Общие положения
- •Стратегическая цель, задачи и принципы государственной политики в области экологии
- •3. Основные направления государственной политики в области экологии
- •4. Приоритетные направления деятельности по обеспечению экологической безопасности Российской Федерации
- •5. Пути и средства реализации государственной политики в области экологии
- •Приложение 2 Основы государственной политики в области экологического развития России на период до 2030 года (утв. Президентом рф от 30.04. 2012 г.)
- •I. Общие положения
- •II. Стратегическая цель и принципы государственной политики в области экологического развития
- •III. Основные задачи государственной политики в области экологического развития
- •9. Достижение стратегической цели государственной политики в области экологического развития обеспечивается решением следующих основных задач:
- •IV. Основные механизмы реализации государственной политики в области экологического развития
- •11. При решении задачи совершенствования нормативно-правового обеспечения охраны окружающей среды и экологической безопасности используются следующие механизмы:
- •12. При решении задачи обеспечения экологически ориентированного роста экономики и внедрения экологически эффективных инновационных технологий используются следующие механизмы:
- •13. При решении задачи предотвращения и снижения текущего негативного воздействия на окружающую среду используются следующие механизмы:
- •14. При решении задачи восстановления нарушенных естественных экологических систем используются следующие механизмы:
- •16. При решении задачи сохранения природной среды, в том числе естественных экологических систем, объектов животного и растительного мира, используются следующие механизмы:
- •17. При решении задачи развития экономического регулирования и рыночных инструментов охраны окружающей среды используются следующие механизмы:
- •20. При решении задачи формирования экологической культуры, развития экологического образования и воспитания используются следующие механизмы:
- •22. При решении задачи развития международного сотрудничества в области охраны окружающей среды используются следующие механизмы:
- •24. Государственная политика в области экологического развития осуществляется в соответствии с планом действий по реализации настоящих Основ, утверждённым Правительством Российской Федерации.
- •Виктор Иванович Машкин История и методология биологии
- •В.И. Машкин
1.5. Второй (афинский) этап развития древнегреческой натурфилософии. Учение Аристотеля
Этот этап, охватывающий V-IV вв. до н. э., был периодом времени между возвышением Афин как города-государства и подчинением Александром Македонским греческих полисов. В этот период в античной натурфилософии завершается господство концепции «стихий» как первоначал мира и возникает новое направление - анатомистика.
Своеобразным итогом взглядов представителей милетской школы и Гераклита явилось учение Эмпедокла (483-423 гг. до н. э.), согласно которому природа признается самостоятельно существующей, вечной, а в качестве первоосновы всего ее многообразия выдвигаются четыре элемента, или «корня» мировой материи: земля, вода, воздух и огонь, состоящих из вечных частиц, которые, вступая в соединение друг с другом в разных количественных соотношениях, образуют под влиянием двух взаимно противоположных сил, качественно различные, как неживые, так и живые, тела природы. Эти неизменные «корни» вещей, по мнению Эмпедокла, смешиваясь друг с другом, образуют все богатство природы. Эти силы - «любовь», соединяющая разнородные частицы, и «вражда», разъединяющая их, - являются двигателями всех процессов во Вселенной.
Возникновение живых существ Эмпедокл представлял себе так. Сначала частицы четырех элементов, соединяясь, образовали органы и части тела животных, которые существовали самостоятельно. Затем из отдельных членов и частей тела возникли разного рода уродливые неполноценные существа, нежизнеспособные по той причине, что у них не было всех органов, необходимых для жизни и размножения; лишь в дальнейшем, также в результате случайных сочетаний, возникли гармоничные организмы, которые стали размножаться половым путем.
В отличие от Анаксагора Эмпедокл считал, что зародыш образуется из смешения мужского семени с женским, причем пол зародыша зависит от температуры, в которой он развивается. При развитии зародыша прежде всего образуется сердце как главный орган жизни. Ребенок больше похож на того из родителей, чье семя при зачатии было более горячим и обильным. В зависимости от того, какие элементы преобладают в теле животных, их виды с момента возникновения выбирают для жизни соответствующую среду - водную, воздушную или наземную.
Эмпедокл считал, что растения возникли из земли раньше животных. На их рост оказывает воздействие теплота земли, подобно тому как на рост зародыша действует теплота матки. Разнообразие растений зависит от того, что они получают из питающей их почвы различные элементы.
Эмпедоклу приписывают также создание учения о четырех темпераментах. Наряду с теоретическими исследованиями Эмпедокл занимался медицинской практикой; как врач он считался основателем сицилийской школы в медицине.
Но уже в этот период на смену подобным представлениям о мире приходит стройное по тому времени анатомическое учение о природе. Идея о естественном происхождении живых существ была успешно развита выдающимся представителем новой натурфилософской идеологии Демокритом (460-370 гг. до н. э.), который утверждал, что мир состоит из мельчайших неделимых частиц - атомов, движущихся в пустоте.
Основные принципы его атомистического учения можно свести к следующим положениям:
Вся Вселенная состоит из мельчайших материальных частиц - атомов и незаполненного пространства - пустоты. Наличие последней является обязательным условием для осуществления перемещения атомов в пространстве.
Атомы неуничтожимы, вечны, а потому и вся Вселенная, из них состоящая, существует вечно.
Атомы представляют собой мельчайшие, неизменные, непроницаемые и абсолютно неделимые частицы. Последние, образно говоря, представляют собой «кирпичики мироздания».
Атомы находятся в постоянном движении, изменяют свое положение в пространстве.
Различаются атомы по форме и величине. Но все они настолько малы, что недоступны для восприятия органами чувств человека.
Форма их может быть весьма разнообразной. Самые малые атомы имеют, например, сферическую форму. Это, по выражению Демокрита, «атомы души и человеческой мысли».
6. Все предметы материального мира образуются из атомов различных форм и различного порядка их сочетаний (подобно тому, как слова образуются из букв).
Представляет интерес учение Демокрита о строении Вселенной. Из атомов, считал он, образуются не только окружающие нас предметы, но и целые миры, которых во Вселенной бесчисленное множество. При этом одни миры еще только формируются, другие - находятся в расцвете, а третьи уже разрушаются. Новые тела и миры возникают от сложения атомов. Уничтожаются они от разложения на атомы.
Демокрита отличала глубокая преданность науке. Он говорил, что предпочитает найти одно причинное объяснение какому-либо непонятному явлению, нежели приобрести персидский престол.
Учение Демокрита об атомном строении тел, о бесконечности Вселенной и множественности ее миров, о вечности, неуничтожимости движения настолько опережало время, настолько ушло вперед, что впоследствии многие поколения ученых разрабатывали его идеи.
Этого одного достаточно, по Демокриту, для того, чтобы объяснить возникновение всех тел природы - неживых и живых. Так как все состоит из атомов, то рождение любой вещи есть соединение атомов, а смерть - их разъединение.
Демокрит написал ряд сочинений, посвященных различным проблемам биологии, психологии и медицины. Интересны эмбриологические идеи Демокрита. До него многие философы и врачи полагали, что семя является продуктом мозга, причем соответственно наличию двух полов существует два вида семени - мужское и женское. Демокрит выдвинул теорию о выделении семени всем телом, т. е. допускал наличие в семени частиц от всех органов и частей тела.
Согласно воззрению Демокрита, во время пребывания зародыша в матке прежде всего образуется пупок, а затем живот и голова. Уроды получаются вследствие неправильного сращения различных порций семени, искажающего форму развивающихся частей зародыша.
Величайшим врачом античного мира был Гиппократ (ок. 460-377 гг. до н. э.). в книгах которого содержится наиболее полный свод знаний и учений греческих врачей до аристотелевского времени в области медицины, а также связанных с нею теоретических наук: анатомии, физиологии и эмбриологии.
Последователи Гиппократа окончательно порвали с религией и мистикой в медицине, отказавшись от объяснения происхождения и сущности болезней вмешательством сверхъестественных сил. Они учили, что медицина должна основываться на тщательном наблюдении и изучении больных, на накоплении и обобщении практического опыта.
Гиппократ и его последователи разработали представление о естественных причинах болезней, причем они различали факторы, исходящие от внешней среды, и наряду с ними учитывали возраст, наследственность, образ жизни больного и т. п. Важнейший принцип гиппократиков состоял в том, что надо лечить не болезнь, а данного больного; поэтому все назначения врача должны быть строго индивидуализированы.
В IV-III вв. до н. э. материалистической «линии Демокрита» была противопоставлена идеалистическая философская система Платона (427- 347 гг. до н. э.), по которой материальный мир - совокупность возникающих и преходящих вещей - является несовершенным отражением постигаемых разумом идей, идеальных вечных прообразов предметов, воспринимаемых чувствами. Мир идей, по Платону, есть цель и вместе с тем причина материального мира.
Биологические взгляды Платона, изложенные им в диалоге «Тимей», несут на себе печать его общефилософских подходов. Жизнь, по мнению Платона, началась на Земле с появления человеческого рода. Творец мира, «демиург», создал человека как самое совершенное существо, в наибольшей степени приближающееся к божественному образу. Все остальные виды живых существ возникли из людей как их несовершенные модификации. Платон придавал особое значение мозгу, который, по его словам, является местопребыванием высшей, бессмертной части души. Две другие части души имеют смертную природу и расположены, соответственно, в сердце и в области живота. Эти воззрения Платона оказали влияние на учение Аристотеля о трех родах душ.
Одним из величайших ученых и философов античности, чья деятельность совпала с афинским периодом развития древнегреческой натурфилософии, был Аристотель (384-322 гг. до н. э.). Ученик знаменитого древнегреческого философа Платона, получивший образование в его академии, Аристотель создал впоследствии в Афинах свою собственную школу - Ликей, - завоевавшую большую известность. Он предпринял попытку преодолеть платоновский идеализм. Он утверждал реальность материального мира и его пребывание в состоянии постоянного движения. Аристотель впервые разработал учение о различных формах движения.
Большой вклад Аристотеля в античную философию и сочетался с пребыванием его в роли воспитателя будущего знаменитого полководца Александра - сына царя Македонии Филиппа, названного Аристотелем Александром Македонским греческой философии.
В круг естественнонаучных интересов Аристотеля входили математика, физика, астрономия, биология. Аристотель явился создателем формальной логики, которую он называл силлогистикой, ибо в основе ее лежали силлогизмы, т. е. такие умозаключения, когда из двух суждений (посылок) вытекает определенное следствие.
Среди естественных наук ему удалось достичь наибольших успехов в изучении живой природы. Он определял жизнь как способность к самообеспечению, а также к независимому росту и распаду. В своих исследованиях он упоминает несколько сот различных животных. Причем описывает многих из них с такой точностью и столь детально, что не оставляет сомнения в том, что это - его собственные наблюдения. Многие факты, изложенные Аристотелем, были «переоткрыты» в последующие века. Ему было известно, например, что киты - живородящие животные, он различал хрящевых рыб и позвоночных, описывал развитие куриного яйца вплоть до появления цыпленка и т. д.
Вместе с тем у Аристотеля было немало наивных и даже ложных представлений о явлениях природы. Следуя своему учителю Платону, он, например, приписывал движению некоторое «врожденное» свойство, заставляющее все на Земле стремиться к своему «естественному месту». Поэтому, считал он, дым поднимается вертикально вверх, а камень падает вертикально вниз.
Но несомненной заслугой Аристотеля было стремление к собиранию и систематизации знаний, накопленных в Древнем мире. Исходя из своих представлений об отраслях знания, он впервые попытался дать классификацию наук. С точки зрения Аристотеля, следует различать науки: теоретические (где познание ведется ради него самого), практические (дающие руководящие идеи для поведения человека) и творческие (где познание осуществляется для достижения чего-либо прекрасного).
Теоретические науки Аристотель разделил на три части: так называемую «первую философию», математику и физику. «Первая философия» посвящена неким высшим началам всего существующего, недоступным для органов чувств и постигаемым лишь умозрительно. В ведении математики находятся взятые в абстракции числовые и пространственные свойства тел. Физика изучает различные состояния тел в природе.
Аристотель сразу же противопоставил «первую философию» остальным наукам, отделив ее от наук, изучающих природный мир. Впоследствии, в I в. до н. э., древнегреческий исследователь творчества Аристотеля Андронник Родосский, выделил ту часть его учения, которая была известна как «первая философия», и обозначил ее термином «метафизика», т. е. буквально – «то, что следует после физики». С тех пор и вплоть до эпохи Нового времени под метафизикой понималось философское учение о сверхчувственных, недоступных опыту «первых началах» бытия, т. е. учение, которое имело совершенно иной предмет, чем физика - наука о природе. С наступлением эпохи Нового времени, характеризующейся прогрессом естествознания, ученые-естествоиспытатели начали отмежевываться от метафизики с ее умозрительными, оторванными от реального мира рассуждениями, совершенно не соответствующими данным науки. Эта позиция естествоиспытателей нашла свое выражение в известном изречении И. Ньютона: «Физика, берегись метафизики!».
В истории науки Аристотель известен также как автор космологического учения, которое оказало огромное влияние на миропонимание многих последующих столетий. Космология Аристотеля - геоцентристическое воззрение: Земля, имеющая форму шара, неподвижно пребывает в центре Вселенной. Шаровидность Земли Аристотель выводит из наблюдений, сделанных им во время лунных затмений. Эти наблюдения показали круглую форму земной тени, надвигающейся на диск Луны. Только шаровидное тело, каким и является Земля, - объяснял Аристотель, - может отбрасывать в сторону, противоположную Солнцу, тень, которая представляется темным кругом на лунном диске. К этому же выводу - о шаровидности Земли - ведет, по мнению Аристотеля, и свойственное Земле тяготение к центру Вселенной. Как результат этого тяготения должна была получиться шарообразная форма.
Аристотель разделял мир на две области, качественно отличающиеся друг от друга: область Земли и область Неба. Область Земли имеет в своей основе четыре элемента: землю, воду, воздух и огонь (это те же четыре «стихии», о которых говорили представители натурфилософии доаристотельского периода). Область Неба имеет в своей основе пятый элемент - эфир, из которого состоят небесные тела. Самые совершенные из них - неподвижные звезды. Они состоят из чистого эфира и настолько удалены от Земли, что недоступны никакому воздействию четырех земных элементов. Иное дело - Луна и планеты. Они также состоят из эфира, но в отличие от неподвижных звезд подвержены некоторому влиянию, по крайней мере, одного из элементов, образующих Землю. По мнению Аристотеля, за оболочкой воздуха вокруг Земли находится наиболее легкий из земных элементов - огонь, который помещается в пространстве между Землей и Луной и соприкасается с границей эфира.
В отличие от космологических воззрений Демокрита, космология Аристотеля включала представление о пространственной конечности мироздания. В этой конечной протяженности космоса расположены твердые кристально-прозрачные сферы, на которых неподвижно закреплены звезды и планеты. Их видимое движение объясняется вращением указанных сфер. С крайней («внешней») сферой соприкасается «Перводвигатель Вселенной», являющийся источником всякого движения. Он не материален, ибо это есть Бог (Аристотель рассматривает Бога как разум мирового масштаба, дающий энергию «перводвигателю»).
Геоцентристская космология Аристотеля, впоследствии математически оформленная и обоснованная Птолемеем, заняла господствующее положение в космологии не только поздней античности, но и всего периода Средневековья - вплоть до XVI века.
Вопросы биологии занимают большое место в творчестве Аристотеля. В 4 больших и 11 малых биологических трактатах Аристотеля с исчерпывающей полнотой охвачен весь круг знаний того времени об организмах. Это дает полное право считать его основателем биологии как науки. В своем творчестве Аристотель широко пользовался трудами как современных ему греческих философов-натуралистов и врачей, так и предшественников.
В понимании явлений жизни Аристотель также основывался на противопоставлении материи и формы. Зародыш образуется из смешения семени самца с выделениями самки. Последние образуют материю, т. е. возможность возникновения зародыша, но возможность эта может реализоваться лишь при воздействии на материю формы, происходящей из семени самца. В семени, таким образом, заложен принцип развития, который, по Аристотелю, есть не что иное, как душа. Предел целесообразной деятельности души ставит, однако, материя, которая в силу природной необходимости может иногда осуществлять такие образования, которые противоречат цели,- так Аристотель объяснял возникновение уродств.
По Аристотелю, существуют души трех родов: душа растительная, или питающая, душа чувствующая и, наконец, разум. Растениям свойственна только питающая душа, животным сверх того - чувствующая, человеку кроме двух первых свойствен разум.
В трудах Аристотеля нередко встречаются ссылки на рисунки, однако сами рисунки не сохранились. Ссылаясь на свои рисунки, Аристотель столь ясно описал, например, протоки мочеполовых органов млекопитающих и связанные с ними сосуды, как это можно было сделать только в случае анатомических вскрытий.
Аристотель имел представление о различиях между большими подразделениями животного мира и был знаком с анатомическими, эмбриологическими и физиологическими особенностями такой, например, группы, как млекопитающие. Он знал, что главнейшими признаками, характеризующими млекопитающих, являются наличие у них органов воздушного дыхания - легких и горячей крови; он знал, что они живородящи, питают детенышей молоком и что плод, находящийся в утробе матери, прикреплен к матке посредством пуповины и органа, который впоследствии был назван последом. Аристотель знал также, что ни один из этих признаков, как правило, не встречается у рыб. Учитывая все эти особенности млекопитающих, Аристотель отделил от рыб группу животных, известную под названием китов (собственно киты и дельфины), и поместил ее в непосредственном соседстве с млекопитающими.
В биологических работах Аристотеля обращает на себя особое внимание его стремление сопоставить между собой различные живые организмы. В ходе этого сопоставления он пришел к последовательному расположению живых существ по определенной шкале. «Лестница природы» Аристотеля представляет самую раннюю попытку такого рода, к которой затем вернулись натуралисты уже в XVII-XVIII вв.
Аристотель занимался не только зоологией, но и ботаникой, но его ботанические труды не сохранились. Взгляды и познания Аристотеля получили развитие в работах его ученика Теофраста (370-285 гг. до н. э.). Из трудов последнего наибольшее значение имеет «История растений». Наряду с народными поверьями и прикладными сведениями о лечебных растениях, о способе их собирания и применения Теофраст сообщил также некоторые данные о строении и размножении растений.
Он впервые ввел в употребление термины - плод, околоплодник и сердцевина. Он различал такие способы размножения растений, как самопроизвольное зарождение, зарождение от семян, от корня, от клубня, от ветви, ствола и черенка. Теофраст описал прорастание семян разных видов растений, отметил места закладки в семени корня и стебля, обнаружил различия между однодольными (злаками) и двудольными (бобовыми) растениями, выражающиеся не только в наличии одной или двух семядолей, но в количестве и расположении корней и стеблей - многочисленных у злаков и одиночных у бобовых.
