9. Научная революция XVI–XVII вв. Работы н. Коперника, г. Галилея, и. Ньютона. Новая научная методология Галилея.

Научная революция XVI - XVII вв. Термин «научная революция» - классическое понятие для обозначения периода, охва- тывающего XVI и XVII века, со времени публикации «Об обращении небесных сфер» Ко- перника (1543) до выхода в свет «Математических начал натуральной философии» Ньютона (1687). Астрономия Коперника и физическое экспериментирование, с одной стороны, и ана- литическая геометрия, дифференциальное и интегральное исчисление - с другой, привели к замене «библии» - мнений Аристотеля и донаучного анимизма - механистическим понима- нием законов природы.

Отправной точкой первой научной революции, в результате которой появилась класси- ческая наука и современное естествознание, стал выход книги Н. Коперника «Об обращении небесных сфер» в 1543 г. Высказанные в книге гелиоцентрические идеи были лишь гипоте- зой и нуждались в доказательстве.

Теория Коперника логически стройная, четкая и простая. Она способна рационально объяснить то, что раньше либо не объяснялось вовсе, либо объяснялось искусственно, свя- зать в единое то, что ранее считалось совершенно различными явлениями. Это — ее несо- мненные достоинства; они свидетельствовали об истинности гелиоцентризма. Н

Поиск аргументов в пользу гипотезы Коперника стал основной задачей научной рево- люции XVI-XVII вв., которая началась с работ Г. Галилея.

Г. Галилей заложил основы новой науки и мировоззрения нового типа. Новая научная методология Галилея может быть сведена к следующим положениям:

- Объективность. Ученый считал, что для формулирования четких суждений в науке необ- ходимо учитывать только объективные, т. е. поддающиеся точному измерению, свойства предметов - размер, форма, количество, масса, движение. Только с помощью количествен- ных измерений наука может получить истинные знания о мире. Субъективные свойства - цвет, звук, вкус, осязание и др. можно оставить без внимания.

- Экспериментальность. Проверка истинности гипотез осуществлялась ученым эмпириче- ски. Для этой цели Галилей изобрел и усовершенствовал множество технических приборов и экспериментальных установок: линзу, телескоп, микроскоп, воздушный термометр, барометр и др. Он сам испытал изобретенный им водолазный колокол.

- Доказательность. Научная теория должна быть, по мысли ученого, иметь подтвержде- ние. Галилей использовал доказательство как прием проверки истинности гипотезы. - Математизация. Свою ориентацию на опыт Галилей сочетал с математическим осмысле- нием, которое ставил чрезвычайно высоко, считая возможным заменить математикой тради- ционную логику.

- Аналитико-синтетический подход. Галилей широко использовал в своей научной методо- логии анализ и синтез. При помощи аналитического метода он расчленял исследуемое явле- ние на более простые составляющие его элементы. Проверка правильности высказанной ги- потезы осуществлялась при помощи синтетического метода.

Особое значение для науки имели открытия Галилея в области механики. С помощью новой методологии им были опровергнуты догматические положения схоластической физи- ки Аристотеля. Особенно важное значение имели работы Галилея о движении. Он устано- вил, что:

- тяжелые тела не всегда движутся вниз, а легкие вверх (например, бревно в воде);

- тела разной массы падают с одинаковым ускорением, величина которого 9,8 м/с2 ;

Галилей открыл и изучил инерцию, высказал идею об относительности движения. За- коны механики Галилея в комплексе с его астрономическими открытиями подвели научную базу под теорию Коперника и способствовали утверждению гелиоцентрической доктрины в науке. Но остался нерешенным вопрос о соотношении земных и небесных движений, объяс- няющих движение самой Земли.

Завершил первую научную революцию И. Ньютон. Заслуга Ньютона заключается в том, что он:

- соединил механистическую философию Декарта, законы Кеплера о движении планет и законы Галилея о земном движении, сведя их в единую теорию;

- доказал существование тяготения как универсальной силы, которая является причиной замкнутых орбит, по которым движутся небесные тела. Каждая частица материи во Вселен- ной притягивает каждую другую частичку с силой прямо пропорциональной произведению их масс и обратно пропорциональной квадрату расстояния между ними.

- математическим путем вывел эллиптическую форму планетных орбит;

- объяснил, что планеты движутся и одновременно удерживаются в пределах своих орбит под действием сил инерции и гравитации;

- разработал физический принцип дальнодействия, выражающийся в мгновенном воздей- ствии тел друг на друга на разных расстояниях без посредников;

- ввел в физику понятия абсолютного пространства и абсолютного времени;

Результатом первой научной революции явилось возникновение естествознания и ста- новление классической науки.

Значительные изменения происходят и в науках о живой природе, в способе биологи- ческого познания — вырабатываются стандарты, критерии и нормы исследования органи- ческого мира. На смену стихийности, спекулятивным домыслам, фантазиям и суевериям по- степенно приходит установка на объективное, доказательное, эмпирически обоснованное знание. Благодаря коллективным усилиям ученых многих европейских стран такая установка обеспечила постепенное накопление колоссального фактического материала. Значительную роль в этом процессе сыграли Великие географические открытия. Фауна и флора вновь от- крытых стран и континентов не только значительно расширили эмпирический базис биоло- гии, но и поставили вопрос о его систематизации.

Огромная описательная накопительная работа, проведенная в XVI—XVII вв. в биоло- гии, имела важные последствия. Во-первых, она вскрыла реальное многообразие расти- тельных и животных форм и наметила общие пути их систематизации. Если в ранних бота- нических описаниях (О. Брунфельса, И. Бока, К. Клузиуса и др.) еще отмечается множество непосле- довательностей и отсутствуют четкие принципы систематизации и классификации, то уже М. Лобел- лий. К. Баугин и особенно А. Цезальпино закладывают программу создания искусственной система- тики.

Во-вторых, накопительная биологическая работа в XVI— XVII вв. значительно расширила све- дения о морфологических и анатомических характеристиках организмов. В трудах Р. Гука, Н. Грю, Я. Гельмонта, М. Мальпиги и др. получила развитие анатомия растений, были открыты клеточный и тканевый уровни организации растений, сформулированы первые догадки о роли листьев и солнеч- ного света в питании растений. Установление пола у растений и внедрение экспериментального ме- тода в ботанику — заслуга Р.Я. Камерариуса; садовод Т. Ферчаильд (не позже 1717 г.) создал первый искусственный растительный гибрид (двух видов гвоздики). На основе искусственной гибридизации совершенствовались методы искусственного опыления, закладывались отдаленные предпосылки ге- нетики.

В-третьих, важным следствием развития биологии явилось формирование научной методоло- гии и методики исследования живого. Поиски рациональной, эффективной методологии привели к стремлению использовать в биологии методы точных наук — математики, механики, физики и хи- мии. Сформировались даже целые направления в биологии — иатромеханика, иатрофизика и иатро- химия. В русле этих направлений были получены отдельные конструктивные результаты. Так, на- пример, Дж. Борелли подчеркивал важную роль нервов в осуществлении движения, а Дж. Майов од- ним из первых провел аналогию между дыханием и горением. Значительный вклад в совершенство- вание тонкой методики анатомического исследования внес Я. Сваммердам.

В-четвертых, следствием накопительной работы является развитие теоретического компо- нента биологического познания — выработка понятий, категорий, методологических установок, создание первых теоретических концепций, призванных объяснить фундаментальные характери- стики живого. Прежде всего это касалось природы индивидуального развития организма, в объясне- нии которой сложилось два противоположных направления — преформизм и эпигенез.

Преформисты (Дж. Ароматари, Я.Сваммердам, А. ван Левенгук, Г.В. Лейбниц, Н. Мальбранш и др.) исходили из того, что в зародышевой клетке уже содержатся все структуры взрослого многокле- точного организма, потому процесс онтогенеза сводится лишь к количественному росту всех предоб- разованных зачатков органов и тканей Преформизм существовал в двух разновидностях: овистиче- ской, в соответствии с которой будущий взрослый организм предобразован в яйце (Я. Сваммердам, А. Валлисниери и др.), и анималькулистской, сторонники которой полагали, что будущий взрослый организм предобразован в сперматозоидах (А. ван Левенгук, Н. Гартсекер, И. Либеркюн и др.).

Уходящая своими корнями в аристотелизм, теория эпигенеза (У. Гарвей, Р. Декарт, пытавший- ся построить эмбриологию, изложенную и доказанную геометрическим путем, и др.) полностью от- рицала какую бы то ни было предопределенность развития организма и отстаивала точку зрения, в соответствии с которой развитие структур и функций организма определяется воздействием внешних факторов на непреформированную зародышевую клетку. Борьба между этими направлениями была острой, длительной, велась с переменным успехом. Каждое направление обосновывало свою пози- цию не только эмпирическими, но и философскими соображениями (так, преформизм хорошо согла- совывался с креационизмом: Бог создал мир со всеми населяющими его существами, как теми, кото- рые были и есть, так и теми, которые еще только появятся в будущем). Научная революция XVII века привела к становлению классического естествознания

9. Классическая и современная наука (XVII в. по 20-е годы ХХ в.). Наиболее важные достижения в естествознании (клеточная теория, закон сохранения и превращения энергии Майера и Джоуля, эволюционное учение Дарвина).

Классическая и современная наука

Понятие классической науки охватывает период с XVII в. по 20-е годы ХХ в. Этот этап науки характеризуется рядом специфических особенностей:

- Стремление к завершенной системе знаний, фиксирующей истину в окончательном виде. – Механистичность

- представление мира в качестве машины, состоящей из элементов раз- ной степени сложности. Даже живой организм понимался как механизм общемировой ма- шины, функционирующей по законам механики.

- Натурализм - признание идеи самодостаточности природы, управляемой естественными, объективными законами.

- Метафизичность - рассмотрение природы как неизменного, неразвивающегося целого. - Доминирование количественного сопоставления и оценки всех явлений над качественным. - Причинно-следственный автоматизм - объяснение всех природных явлений естественными причинами.

- Аналитизм - доминирование в научном мышлении аналитической деятельности над син- тетической.

- Геометризм - утверждение картины безграничного, однородного пространства, описывае- мого геометрией Евклида.

- Гипотетический метод познания. Внедрение этого метода связано с именем Галилея, кото- рый предлагал вести изучение не с эмпирического, а с теоретического. Затем требовалось осуществление эксперимента, который должен был подтвердить или опровергнуть гипотезу. - Процедура объяснения сводилась к поиску механистических причин и субстанций - носи- телей сил.

- Механистическая картина природы рассматривалась как тождественная физической карти- не реальности, которая, в свою очередь, рассматривалась как общенаучная картина мира.

В XIX веке наука остается в целом механистической и метафизической, но в ней начина- ют формироваться предпосылки второй глобальной революции. Этому предшествуют ком- плексные научные революции, в результате которых в естествознании утвердились идеи все- общей связи и началось стихийное проникновение диалектических воззрений.

В этот период на первый план выдвигаются физика и химия, изучающие взаимопре- вращения веществ и энергии. В геологии возникает теория развития Земли Ч. Лайеля, в био- логии зарождается эволюционная теория Ж.-Б. Ламарка. Особое значение имели революции, связанные с тремя великими открытиями второй трети XIX в.

: - клеточной теории Шлейдена и Шванна обосновала идею единства растительного и животно- го миров. Содержанием этой идеи являлось представление о том, что единство органического мира должно иметь свое морфологическое выражение, проявляться в определенном структурном подобии организмов;

- закона сохранения и превращения энергии Майера и Джоуля;

Закон сохранения энергии имеет всеобъемлющее значение. Он применим ко всем без исключения явлениям природы. Энергия тел зависит от их скоростей, положения, температуры, формы, химиче- ского состава и т. д. Изменение энергии тел происходит либо за счёт работы, совершаемой этими те- лами, либо за счёт передачи энергии другим телам. Если мы рассматриваем все тела, участвующие в процессе, то полная энергия их остаётся неизменной.

Всякий процесс, происходящий в природе, можно рассматривать как превращение отдельных ви- дов энергии друг в друга. Установление закона сохранения и превращения энергии означает выра- ботку представления о различных видах энергии, об их материальной сущности. Закон сохранения энергии связан с несотворимостью и неуничтожимостью движения. Между качественно различны- ми видами движения существует количественное отношение, общей мерой которого является энергия - свойство качественно различных форм движения материи переходить друг в друга в строго эквива- лентных количествах.

- эволюционного учения Дарвина. Положение о естественном отборе является ведущим принципом дарвиновской теории, кото- рый позволяет разграничить дарвинистские и недарвинистские трактовки эволюционного процесса. В нем отражается одна из фундаментальных черт живого - диалектика взаимодействия органической системы и среды. Дарвиновская теории эволюции опиралась на следующие принципы: борьбы за су- ществование; наследственности и изменчивости; естественного отбора. Эти принципы являются краеугольным основанием научной биологии. Э. Геккель называл Дарвина “Ньютоном органического мира”.

Затем последовали открытия, продемонстрировавшие диалектику природы еще более полно:

- теория химического строения органических соединений А.М. Бутлерова; - периодический закон Д. И. Менделеева;

- химическая термодинамика Я. Х. Вант-Гоффа;

- основы научной физиологии И. М. Сеченова;

- электромагнитная теория света Дж. Максвелла.