«Часть первая. Основные исторические периоды развития естествознания. 3.Создание первой естественно-научной картины мира в древнегреческой культуре. 3.5. Формирование первых естественнонаучных программ 3.9. Античные ...»

В.М. Найдыш.

Концепции современного естествознания.

Часть первая.

Основные исторические периоды развития естествознания.

3.Создание первой естественно-научной картины мира в древнегреческой культуре.

3.5. Формирование первых естественнонаучных программ

3.9. Античные воззрения на органический мир

3.10. Упадок античной науки

5. Познание природы в эпоху возрождения 5.1. Мировоззренческая революция Возрождения 5.2. Зарождение научной биологии 5.3. Коперниканская революция 6. Научная революция XVII в.: возникновение классической механики.

6.1. И. Кеплер: от поисков гармонии мира к открытию тайны планетных орбит 6.2. Формирование непосредственных предпосылок классической механики — первой фундаментальной естественнонаучной теории 6.3. Ньютонианская революция 6.4. Изучение магнитных и электрических явлений 7. Естествознание XVIII - первой половины ХIХ в.

7.4. Биология 8. Естествознание второй половины ХIXв.: на пути к научной революции.

8.3. Биология Часть вторая.

Природа в современной естественно-научной картине мира Современная биологическая картина мира 12. Особенности биологии XX в.

12.1. Век генетики 15. Теория самоорганизации (синергетика) 15.1. От моделирования простых систем к моделированию сложных 15.2. Характеристики самоорганизующихся систем 15.3. Закономерности самоорганизации 16. Глобальный эволюционизм Найдыш В.М.. Концепции современного естествознания. М., 1999. - С. 89-96, 111-121, 140Часть первая.

Основные исторические периоды развития естествознания.

3.Создание первой естественно-научной картины мира в древнегреческой культуре.

3.5. Формирование первых естественнонаучных программ 3.5.1. Великое открытие элеатов Особое место в истории античной культуры занимает элейская Школа. Представителям ее принадлежит великое открытие — наличие противоречия между двумя картинами мира в сознании человека; одна из них — это та, которая получена посредством органов чувств, См Дитмар А..Б. География в античное время. (Очерки развития физико-географические идеи.) М, 1980 Гл 3.

через наблюдение; другая — та, которая получена с помощью разума, логики, рационального мышления.

Основоположником элейской школы (г. Элея на юге Италии) был Ксенофан — один из первых рационалистических критиков мифологического мировоззрения. Но слава Элеи, ранее совсем неприметного города на юге Италии, связана с именами Парменида и Зенона — великих представителей этой философской школы.

Парменид и его последователи убедительно показали, что результатом человеческого познания является не одна, а две различные картины мира — чувства дают одну картину мира, а разум — другую, причем эти картины мира могут быть принципиально противоположны. Легендарные апории Зенона, собственно говоря, и посвящены обоснованию и доказательству существования этих двух различных картин мира'. Установление качественного различия между отражением мира разумом и чувствами (мышлением и ощущением, логическим и чувственно-образным) было величайшим научнофилософским открытием. Оно со всей силой и значимостью поставило вопрос о том, как возможно научное познание мира и возможно ли оно вообще. В ту эпоху сама возможность научного познания мира отнюдь не была самоочевидной. Немало мыслителей сомневалось в возможности естественнонаучного (и философского) познания мира. Идея познаваемости мира буквально выстрадана человечеством.

Сами элеаты считали, что из двух картин мира подлинная та, которая постигается разумом. На этой основе они ввели качес гвенно новое представление о первооснове мира, о его субстанции. Если у представителей милетской школы первооснова мира носит характер физического процесса, некоторой стихии (вода, воздух и др.), у пифагорейцев — абстрактно-математический характер (число), то у элеатов она является абстрактно-философской — бытие как таковое.

Элеатовское бытие — это специфический теоретический объект, предмет философского и никакого другого познания. По мнению элеатов, такой объект (бытие) никогда не возникал, не подвержен гибели, един-единствен, неподвижен, закончен и совершенен. А самое главное, что бытие постигается только разумом и ни в коем случае не чувствами. В своей философской поэме “О природе” Парменид говорит:

См. например. Комарова В. Я. Учение Зенона Элейского. Л., Фрагменты ранних греческих философов Ч.1. От эпических теокосмогоний до возникновения атомистики. М.. 1989 С. По Пармениду, есть два пути познания — “путь истины” и “путь мнения”. Путь истины — это познание разумом единого бытия, выделение его из бесконечного качественного многообразия вещей, которое есть небытие. Путь истины — это путь отделения бытия от небытия. Путь мнения — это познание на уровне чувств, образов, которое не дает знания бытия, а только движется на уровне поверхностных свойств вещей, на уровне явления, небытия. Путь мнения — это путь нефилософского, обманчивого познания.

Софисты, Демокрит и Платон делают разные выводы из учения элеатов и по-разному решают поставленную элеатами проблему. Софисты (например, Горгий) используют качественное различие двух картин мира, двух путей познания для обоснования субъективного и прагматического характера познания, вплоть до скептицизма. (Известный парадокс Горгия: “Ничего не существует; если бы и существовало, то было бы непознаваемо; если бы и было познаваемо, то не было бы передаваемо другому”.) Кто же такие софисты?

В середине V в. до н.э. в условиях развивавшейся рабовладельческой демократии появилась потребность в изменении системы образования: вместо гимнастики и музыки на первый план выдвигаются необходимые в судах и народных собраниях риторика, логика, философия. Появились первые платные учителя философии, риторики, логики — софисты. Разъезжая по городам, они за плату учили красноречию — умению говорить, убеждать, побеждать в спорах, выигрывать тяжбы в суде.

Обычно это яркие, активные, бойкие и часто, по-видимому, нагловатые, с оттенком нигилизма, но талантливые люди, смело разрывавшие со старыми традициями жизни и мысли.

Среди своих современников софисты пользовались далеко не самой лучшей репутацией. Нередко в них видели утонченных шарлатанов или дилетантов. Для этого имелись свои основания: в софистике был силен прагматический момент. Софисты учили побеждать в споре не только во имя истины, но и часто вопреки ей. Так, например, софист Горгий заявлял, что может любую вещь и восхвалять, и ниспровергать независимо от ее объективных качеств (используя Двусмысленность и многосмысленность (полисемантизм) словесных выражений, неправильности логических связей мысли и т.д.). Поэтому под софистикой понимают умение использовать полемику, силу слова, логики для доказательства всего чего угодно, умения представить истину ложью, а ложь — истиной, белое — черным, а черное — белым. Именно в софистике — корни того направления в истории философии, которое связано со скептицизмом и агностицизмом, с неверием в возможности познания человеком мира, отрицанием возможности и необходимости науки.

Демокрит и Платон занимали иную позицию в вопросе о познаваемости мира. Они верили в познание мира, в возможность и необходимость естествознания, хотя по-разному понимали объекты и пути познания. Демокрит и Платон — основатели двух исторически первых естественно-научных программ познания природы.

3.5.2. Атомистическая программа Одной из вершин античной культуры являлось атомистическое учение Демокрита, основоположника античного материализма. Жизнь Демокрита — образец глубокой преданности науке, познанию мира.

Занятия наукой, философией он ставил превыше всего; истина для него — высшая ценность. Демокрит заявлял, что одно причинное объяснение он предпочитает обладанию (самым могущественным в то время) персидским престолом. Он много путешествовал по Востоку, был в Египте, Вавилонии, Индии и Эфиопии, усвоил научные и философские достижения древневосточных культур.

Демокрит поставил перед собой задачу создать такое учение, которое смогло бы преодолеть противоречия, зафиксированные элеатами. Иначе говоря, такое учение, которое обеспечивало соответствие картины мира, открывающейся человеческим чувствам, картине мира, конструируемой деятельностью мышления, дискурсивно, логикой. На этом пути он осуществил переход от континуального к дискретному видению мира. Демокрит исходил из безоговорочного при знания истинного бытия существующим и существующим как многое Он убедительно показал, что мыслить бытие как многое, мыслить движение можно, если ввести понятие о неделимости элементарных оснований этого бытия — атомов. Бытие в собственном смысле этого слова — это атомы, которые движутся в пустоте (небытии).

В противоположность элеатам Демокрит учил, что реально существует не только бытие, но и небытие.

Бытие — это атомы, небытие — пустота, пустое пространство. Пустота неподвижна и беспредельна, она не оказывает никакого влияния на находящиеся в ней тела, на бытие. Идея пустоты привела Демокрита к идее бесконечного пространства, где во всех направлениях беспорядочно носятся, перемещаются атомы (как пылинки в солнечном луче) Представление о пустоте — это достаточно сильная абстракция, требующая высокого уровня теоретического мышления. От понятия пустоты остается только один шаг до понятия инерции, но древние греки этого шага не сделали.

Атом — неделимая, совершенно плотная, непроницаемая, невоспринимаемая чувствами (вследствие своей, как правило, малой вели чины), самостоятельная частица вещества, атом неделим, вечен, неизменен. Атомы никогда не возникают и никогда не погибают. Они бывают самой разнообразной формы — шарообразные, угловатые, крючкообразные, вогнутые, выпуклые и т.п Атомы различны по размерам. Они невидимы, их можно только мыслить. В процессе движения в пустоте атомы сталкиваются друг с другом и сцепливаются. Сцепление большого количества атомов составляет вещи. Возникновение и уничтожение вещей объясняются сложением и разделением атомов; изменение вещей — изменением порядка и положения (поворота) атомов. И если атомы вечны и неизменны, то вещи преходящи и изменчивы.

Таким образом, атомизм соединил в одной картине рациональные моменты двух противоположных учений — учений Гераклита и Парменида: мир вещей текуч, изменчив, а мир атомов, из которых состоят вещи, неизменен, вечен По Демокриту, мир в целом — это беспредельная пустота, начиненная многими отдельными мирами.

Отдельные миры образовались в результате того, что множество атомов, сталкиваясь друг с другом, образуют вихри — кругообразные движения атомов. В вихрях крупные и тяжелые атомы скапливаются в центре, а более легкие и малые вытесняются к периферии. Так возникли земля и небо. Небо образует огонь, воздух, светила. Земля — центр нашего мира, на краю которого находятся звезды. Каждый мир замкнут. Число миров бесконечно. Многие из них могут быть населенными. Демокрит впервые описал Млечный Путь как огромное скопление звезд. Миры преходящи одни из них только возникают, другие находятся в расцвете, а третьи уже гибнут.

Исторической заслугой античного атомизма являлось также формулирование и разработка принципа детерминизма (причинности). В соответствии с этим принципом любые события влекут за собой определенные следствия и в то же время представляю! собой следствие из некоторых других событий, совершавшихся ранее. Демокрит понимал принцип детерминизма механистически, отождествляя причинность и необходимость. Все, что происходит в мире, не только причинно обусловлено, но и необходимо, неизбежно. Он отвергал объективное существование случайности, говоря, что человек называет событие случайным, когда не знает (или не хочет узнать) причины события. Мир атомистов — мир сплошной необходимости, в котором нет объективных случайностей.

Концепция атомизма — одна из самых эвристичных, одна из самых плодотворных и перспективных научно-исследовательских программ в истории науки Она сыграла выдающуюся роль в развили представлений о структуре материи, в ориентации движения естественно-научной мысли на познание все более глубоких структурных уровней организации материи. И сейчас, спустя 2500 лет после ее возникновения, программа атомизма (применяемая уже не к атомам, а к элементарным частицам, из которых они состоят) является одним из краеугольных оснований естествознания, современной физической картины мира.

3.5.3. Математическая программа Если Демокрит решает сформулированное элеатами противоречие в духе первичности и единственности чувственной реальности, то Платон считает логически допустимым другой путь.

Противоречие между знаниями, полученными органами чувств, и знаниями, полученными логикой, мышлением, Платон объясняет не трудностями процесса познания (как софисты) и не структурой чувственного материального мира (как Демокрит), а возможным наличием двух реальностей, двух миров.

Первый мир — это мир множества единичных, изменяющихся, подвижных, отражаемых чувствами человека вещей; это — материальный мир. Второй мир — это мир вечных, общих и неизменных сущностей; мир общих идей, понятий; он постигается не чувствами, а разумом. Что же представляют собой платоновские “идеи”? “Идея” имеет своим корнем слово “видеть”, “вид”. Идея — это то, что видно разумом в вещи. Для Платона идея вещи не является отражением вещи, а наоборот: идея вещи хотя и существует в отрыве от самой вещи, но тем не менее сама является некоторым принципом оформления вещей, принципом их конструирования.

Идея — это некоторое конструктивное начало вещи, ее прообраз, парадигма, порождающая модель, принцип конструирования вещи. Идея — это старые мифологические боги, переведенные на абстрактно-всеобщий, философско-категориальный язык. Вместе с тем идея— это и некоторое общее понятие, некоторое обобщение. Но это такое обобщение, которое характеризуется почти математической предельностью, это такой предел абстрагирования, идеализации вещи, за которым вещь уже теряет свои существенные признаки. Объективный идеализм Платона состоит не столько в том, что идеи являются обобщением вещей, существующим вне этих вещей, а в том, что идеи — это активный, конструктивный, порождающий базис самих вещей, такое исходное начало, без которого сама вещь существовать не может.

Мир идей (или идеальный мир) — это реальность, которая существует, хотя и далеко от земного мира, но не на бесконечном расстоянии отнего. Никто из богов или героев не пребывал в этом мире. Мир идеи, идеальный мир первичен по отношению к миру чувственных вещей, материальному миру.

Материальный мир произволен от идеального. Материальный мир — это сфера, в которой уже происходит затухание конструктивной активности идей, ее уменьшение, сокращение, затемнение и проч. То, что в мире идей характеризуется идеальной формой, в материальном мире характеризуется напластованием случайных, индивидуальных, неповторимых свойств конкретных чувственных вещей.

И чем дальше от земли и ближе к миру идей, тем стабильнее, устойчивее, неподвижнее организован мир. Так, далекие звезды отличаются стабильностью, неизменностью, неподвижностью. На уровне планетных сфер уже появляется неустойчивость, подвижность, нестабильность. А в самом мире земных вещей конструктивное идеальное начало ослабевает в такой мере, что вещи повсеместно становятся изменчивыми, движущимися, индивидуализированными, разнообразными и неповторимыми и т.п.

Значительную роль в своей теории идей Платон отводит математике. У Платона все бытие пронизано числами, числа — это путь к постижению идей, сущности мира. О значении, которое он придавал математике, свидетельствует надпись над входом в платоновскую Академию : “Несведущим в геометрии вход воспрещен”. Эта высокая оценка математики определялась философскими взглядами Платона. Он считал, что только занятия математикой являются реальным средством познания вечных, идеальных, абсолютных истин. Платон не отвергал значения эмпирического знания о мире земных вещей, но считал, что это знание не может быть основой науки, так как приблизительно, неточно и лишь вероятно. Только познание мира идей, прежде всего с помощью математики, является единственной формой научного, достоверного познания. Математическими образами и аналогиями пронизана вся философия Платона.

Вслед за пифагорейцами Платон закладывал основы программы математизации познания природы. Но если пифагорейцы рассматривали Космос как некоторую однородную гармоническую сферу, то Платон впервые вводит представление о неоднородности бытия, Космоса. Он разделяет Космос на две качественно различные области: божественную (вечное, неизменное бытие, небо) и земную (преходящие, изменчивые вещи). Из представления о божественности Космоса Платон делает вывод, что небесные светила могут двигаться только равномерно, по идеальным окружностям и в одном и том же направлении.

3.9. Античные воззрения на органический мир 3.9.1. Античные толкования проблемы происхождения и развития живого Особо следует сказать о развитии биологических знаний в античности. Здесь достижения не были столь выдающимися, как в астрономии и математике, но тем не менее значительный прогресс познания тоже был налицо. Античность реализовала функцию первичного накопления эмпирического материала об органических явлениях и процессах. Это — еще не научная биология, но уже ее отдаленные предпосылки.

Уже античные натурфилософы обращали свои взоры на органический мир и строили первые умозрительные схемы, объяснявшие его происхождение и развитие. На основе таких умозрительных представлений в конце концов сложились два противоположных подхода к решению вопроса о происхождении жизни.

Первый, религиозно-идеалистический, исходил из того, что возникновение жизни не могло осуществиться естественным, объективным, закономерным образом на Земле; жизнь является следствием божественного творческого акта (креационизм), и потому всем существам свойственна особая, независимая от материального мира “жизненная сила” (vis vitalis), которая и направляет все процессы жизни (витализм).

Наряду с таким идеалистическим подходом еще в древности сложился и материалистический подход, в основе которого лежало представление о том, что живое может возникнуть из неживого, органическое из неорганического под влиянием естественных факторов. Так сложилась концепция самозарождения живого из неживого. Например, согласно учению Анаксимандра, живые существа образуются из алейрона по тем же законам, что и вещи неорганической природы. Он считал, что животные родились первоначально из влаги и земли, нагретых солнцем. Первые животные были покрыты чешуей, но, достигнув зрелости, они вышли на сушу, чешуя их лопнула, и, освободившись от нее, они начали вести свойственный каждому их них образ жизни. Все виды животных возникли независимо друг от Друга.

Здесь, в древней натурфилософии еще нет идеи генетической сняли между видами, представления об историческом развитии живо гного мира. Правда, в отношении человека Анаксимандр, по-видимому, уже допускал возможность его происхождения от организмов Другого вида.

Еще более обстоятельная теория происхождения живого была создана Эмпедоклом, с именем которого связывают первую догадку о том, что существуют ископаемые остатки вымерших организмов. Биологические воззрения Эмпедокла были тесно связаны с его философией. Он исходил из существования четырех элементов (“стихий”) мира (огонь, воздух, вода и земля), каждый из которых состоит из вечных частиц, способных вступать во взаимодействие друг с другом, и двух “сил” — Любви и Вражды, которые соединяют (Любовь) или разъединяют (Вражда) разрозненные частицы. Эти две силы — двигатели всех процессов во Вселенной.

Возникновение живых существ Эмпедокл представлял себе так. Жизнь началась на нашей планете еще до того, как народилось Солнце. В ту дальнюю, досолнечную пору землю непрерывно орошали обильные дожди. Поверхность Земли превратилась в тинообразную массу. Из недр Земли, которая содержит внутренний огонь, наружу периодически прорывался огонь, который поднимал вверх комья тины, принимавшей различную форму. В этом взаимодействии земли, воды, воздуха и огня создавались сперва растения — предшественники и предтечи подлинных живых существ. А со временем стали появляться и сами эти животные формы. Но это были причудливые существа. По сути, это были даже не животные существа, которые мы знаем, а лишь их отдельные обрывки, части, органы. Эмпедокл рисует прямо-таки сюрреалистическую картину биогенеза: “Головы выходили без шеи, двигались руки без плеч, очи блуждали. Но влекомые силой Любви, все эти органы, беспорядочно носясь в пространстве, как попало соединяясь друг с другом, образовывали самые различные уродливые создания, большинство из которых были нежизнеспособными и недолговечными. Велением Вражды всем несовершенным и неприспособленным формам суждено было со временем погибнуть. Остались лишь немногие целесообразно устроенные организмы, которые могли питаться и размножаться. Эти гармоничные целесообразные организмы стали размножаться половым путем и тем самым сохранились до наших дней.

При всей примитивности этой картины, нельзя не отметить в ней рациональных представлений, гениально предвосхищавших дарвиновскую идею естественного отбора. И у Эмпедокла и у Дарвина решающая роль принадлежит случаю и отрицается телеологизм — принцип целесообразной направленности органического развития. Несмотря на свою примитивность, первые исторические формы концепции самозарождения сыграли свою прогрессивную роль в борьбе с креационизмом.

Питание и рост живых организмов Эмпедокл объяснял стремлением частиц стихий соединиться с себе подобными. Главную роль в организме, по его мнению, играет кровь. Чем больше в органе крови — тем он важнее. При умеренном охлаждении крови наступает сон, при сильном ее охлаждении — смерть. Душа умирает вместе с телом. Любопытно, что Эмпедокл, например, считал, что слух зависит от напора воздуха на ушной хрящ, который, словно колокольчик, колеблется под напором воздуха.

3.9.2. Биологические воззрения Аристотеля Аристотелю были глубоко чужды представления Эмпедокла об органическом мире и его происхождении. Мировоззрение Аристотеля проникнуто телеологизмом и отрицанием эволюционизма.

При этом биологический мир как объект исследования особенно увлекал Аристотеля.

И млекопитающие, и птицы, и рыбы, и насекомые — все это вызывало у Аристотеля живой, неподдельный интерес, подлинное воодушевление и даже эстетическое восхищение. Он писал: “...Надо и к исследованию животных подходить без всякого отвращения, так как во всех них содержится нечто природное и прекрасное. Ибо не случайность, но целесообразность присутствует во всех произведениях природы, и притом в наивысшей степени, а ради какой цели они существуют или возникли — относится к области прекрасного”. Именно целесообразность органической природы делает ее прекрасной и достойной изучения.

Огромное разнообразие живых существ, поражающая их приспособленность к среде, функциональная и структурная целесообразность их строения, рост, рождение, способы размножения, смерть-вес эти и другие черты биологического мира интересовали Аристотеля-биолога, требовали, по его мнению, детального описания и теоретико-философского обоснования. В качестве такого обоснования у него, естественно, выступает учение о материи и форме.

Любой растительный или животный организм — это некое законченное целое, представляющее собой реализацию определенной формы. Такой организм состоит из многих неоднородных частей или органов, каждый из которых выполняет свою вполне определенную функцию, необходимую для поддержания жизнедеятельности всего организма. Выполнение этой функции и есть цель, ради которой этот орган существует. Выполнение функций органом требует, как правило, не одной, а нескольких способностей (двигаться, сжиматься и расширяться, воспринимать ощущение и др.). Поэтому орган должен состоять не из одной, а многих однородных частей. Так, рука и другие Подобные части тела состоят из костей, нервов, мяса и др. К числу таких однородных частей Аристотель относит также волосы, когти, Кровь, жир, мозг, желчь, молоко и другие аналогичные вещества у животных, а у растений—древесину, сок, кору, мякоть плода и др. Эта однородные вещества и представляют собой материю, из которой образованы органы и весь организм в целом. Онтогенез он рассматривал с позиций категорий возможности и действительности. Органический рост — это актуализация возможностей, скрытых в исходной материи. Такая трактовка близка современным представлениям о том, что все особенности структуры взрослого организма зашифрованы в виде генетического кода.

Аристотель, бесспорно, был величайшим биологом своего времени. Если в области астрономии, физики, механики Аристотель во многом оставался спекулятивным мыслителем, то к живой природе он относился с исключительной наблюдательностью, проницательностью, стремился к постижению мельчайших деталей. Он вскрывал трупы различных животных, делая при этом выводы и об анатомическом строении человека; он изучил свыше пятисот видов животных, описал их внешний вид, и где мог — также и строение; рассказал об их образе жизни, нравах и инстинктах, сделал множество более частных открытий. Альбомы рисунков результатов анатомического расчленения животных и их органов, именовавшиеся “Анатомиями”, служили приложениями к “Истории животных”; к сожалению, эти альбомы позднее оказались утерянными.

Но Аристотель не только описывал мир живого; он заложил традицию систематизации видов животных. Он первый поставил классификацию животных на научную основу, группируя виды не только по сходству, но и по родству. Всех животных Аристотель подразделял на кровяных и бескровных. Такое деление примерно соответствует современному делению на позвоночных и беспозвоночных. К кровяным он относил:

1) живородящих — человек, киты и четвероногие, т.е., по сути, млекопитающие;

2) яйцеродных — птицы, яйцекладущие четвероногие (рептилии, амфибии), змеи и рыбы;

К бескровным он относил:

1) мягкотелые (головоногие);

2) панцирные (ракообразные);

3) моллюски (кроме головоногих);

4) насекомые, пауки и черви.

Человеку он отводил место на вершине кровяных. Кроме того, Аристотель описывает живые существа, которые, по его мнению, занимают промежуточную ступень между животными и растениями. Это — губки, акалефы (медузы), титни (асцидии). В свою очередь, и растения подразделяются им на высшие и низшие.

Аристотель знал, что главнейшими признаками млекопитающих являются: наличие у них органов воздушного дыхания (легких и горячей крови), что они — живородящие, питают детей молоком и др.

Аристотель вводит в биологию понятия аналогичных и гомологичных частей тела, идею о сходстве путей эмбриогенеза у животных и человека, понятие “лестницы существ”, т.е. расположения живых существ на определенной шкале, и др. Отдельные ошибки Аристотеля в зоологии не идут ни в какое сравнение с богатством его действительного вклада в биологию.

Биологические идеи и исследования Аристотеля развивали его ученики и последователи (Теофраст и др.).

3.9.3. Накопление рациональных биологических знаний в античности Наряду с формированием умозрительных схем о происхождении живого античность постепенно накапливает эмпирические биологические знания, формирует концептуальный аппарат протобиологии.

Как и в других областях естествознания, в накоплении биологических знаний конструктивную роль сыграла пифагорейская школа. К представителям пифагорейской школы относится Алкмеон Кротонский, которого считают основоположником античной анатомии и физиологии. О нем сообщают, что он первый начал анатомировать трупы животных для научных целей. Алкмеон признавал мозг органом ощущений и мышления и уяснил роль нервов, идущих от органов чувств (глаз, ушей) к мозгу.

Он считал, что нормальное функционирование организма предполагает равновесие заключающихся в нем “сил”, “стихий” — влажного и сухого, теплого и холодного, горького и сладкого и др. Нарушение этих равновесии (например, охлаждение) и является, по его мнению, главной причиной заболеваний.

Одной из древних медико-биологических школ была Книдская школа, сложившаяся еще в VI в. до н.э.

под влиянием восточной медицины. Она продолжала традиции вавилонских и египетских врачей. Ее принципы нацеливали на детальное описание отдельных комплексов болезненных симптомов и требовали разработки для каждой болезни свой особой (и часто сложной) терапии. Сочинения представителей Книдской школы до нас не дошли, но их фрагменты, очевидно, вошли в состав трактатов Свода Гиппократа.

С именем Гиппократа, современника Демокрита, связан тот период развития биологии и медицины, когда медико-биологические знания начали отпочковываться от религии, магии и мистицизма. С этого времени биология и медицина отказываются от объяснения биологических явлений, происхождения и сущности болезней вмешательством потусторонних, сверхъестественных сил. Гиппократ ц его ученики считали, что медицина должна основываться не на умо зрительных схемах и предположениях или фантазиях, а на скрупулез ном, тщательном (эмпирическом) наблюдении и изучении больного на накоплении и обобщении медицинского опыта.

Гиппократ развивает идею о естественных причинах болезней К таким причинам он относит и факторы, исходящие из внешней среды, и возраст больного, и его образ жизни, и его наследственность и др.

Гиппократ учил, что лечить надо не болезнь, а больного, поэтому все назначения должны быть строго индивидуальны. Один из теоретических принципов Гиппократова учения — единство жизни как процесса. Он считал, что основу всякого живого организма составляют четыре “жидкости тела” — кровь, слизь, желчь желтая и черная. Отсюда — и четыре типа темпераментов людей — сангвиники, флегматики, холерики и меланхолики. Весь организм оживотворяется пневмой — воздухоподобным веществом, которое во все проникает и все осуществляет — жизненные процессы, мышление, движение и проч.

Свод Гиппократа сложился в Косской медицинской школе, получившей свое наименование от острова Кос, где жили поколения врачей, которые считали себя потомками легендарного героя, получело векаполубога Асклепия. Лишь некоторые из трактатов Свода могут быть приписаны самому Гиппократу;

большинство же из них было написано его учениками и последователями. Из Косской медицинской школы вышли пользовавшиеся известностью и славой Праксагор и его ученик Герофил, который в первой половине III в. до н.э. считался величайшим греческим врачом. В конце своей жизни Праксагор с группой учеников переселился в Александрию и заложил здесь основания Александрийской медицинской школы.

Герофил развивал эмпирическую традицию античной биологии и медицины, выше всего ставил наблюдение и опыт. В его эпоху в Александрии уже не имел силы предрассудок, запрещавший анатомирование трупов. Более того, древние авторы сообщают слухи о том, что Герофил проводил опыты по вивисекции над преступниками, которые поставлялись ему царем. Он изучал строение и функционирование нервной системы, провел четкое различение между артериями и венами и пришел к правильному заключению (окончательно доказанному лишь несколько столетий спустя Галеном), что артерии получают кровь от сердца. Герофил впервые оценил диагностическое значение пульса, хотя связывал его с механизмом дыхания. Герофил дал подробное описание анатомии глаза, печени и других органов тела, провел сопоставительное изучение устройства человека и животных, внес существенный вклад в разработку анатомической терминологии. В сфере практической медицины он уделял большое внимание фармакологии, действию лекарственных препаратов, особенно тех, которые изготовлялись из трав, разработке правил диеты, лечебной физкультуры.

Завершителем античной биолого-медицинской традиции был Клавдий Гален. Родился в Пергаме, в семье архитектора, изучал философию и медицину, с 162 г жил в Риме. Гален — универсальный и плодовитый писатель и ученый. Его перу принадлежит свыше 250 сочинений.

Гален был прекрасным анатомом. Поскольку в Риме в ту эпоху вскрытие трупов было запрещено, он изучал анатомию не только человека, но и разных животных — быков, овец, свиней, собак и др. Он заметил большое сходство в строении человека и обезьяны, проводя опыты над маленькой мартышкой, которая в то время водилась на юге Европы. Физиологические воззрения Галена базировались во многом на трудах Гиппократа. Гален детально изучал центральную и периферическую нервные системы, искал связь спинномозговых нервов с процессами дыхания и сердцебиения. Он окончательно доказал, что артерии наполнены кровью, а не воздухом. Гален закладывал предпосылки научного экспериментального метода в биологии и физиологии. Хотя истинные закономерности работы сердца и кровообращения остались им так и не разгаданными.

В области терапии Гален развивал принципы воздухо- и водолечения, диетологии, изучал свойства лекарственных препаратов; сам создавал такие препараты, причем подчас очень сложные, включавшие в себя десятки компонентов. Элементы народной медицины и даже знахарства, содержавшиеся в рецептурных предписаниях Галена, способствовали его популярности и в античности, и в эпоху средневековья.

3.9.4. Античные представления о происхождении человека Задумывалась античность и над проблемой происхождения человека. В эпоху первобытного и раннеклассового общества, интересуясь своим прошлым, человек представлял его в виде генеалогических и этнологических мифов и легенд, т.е. устных преданий о деяниях и героических подвигах предков, о происхождении родов и племен. Это нашло выражение, в частности, в гениальных произведениях Древнегреческих поэтов Гомера (“Одиссея”, “Илиада”) и Гесиода (“Геогония”, “Труды и дни”), в произведениях других древнегреческих авторов. В эту эпоху формируется и концепция “золотого века” человечества, т.е. представление о том, что в далеком прошлом жизнь людей была намного лучше, чем впоследствии (ведь люди произошли от богов); что история человечества — это история не улучшения, а ухудшения, усложнения жизни людей. Великий древнегреческий поэт Гесиод, например, следующим образом изображает картины далекого прошлого:

Жили те люди, как боги, с спокойной и ясной душою, Сами давали собой хлебодарные земли С окончательным разложением первобытного общества, возникновением рабовладельческой формации, усилением классовых антагонизмов проблема происхождения человека приобретает острую идеологическую направленность и выделяется как одно из важных, ключевых звеньев в цепи мировоззренческих проблем своего времени.

Наряду с идеалистическим, креационистским пониманием антропосоциогенеза в древности развивались и материалистические представления о естественном происхождении человека. Так, еще философы античного мира высказывали мысли о том, что происхождение человека во многом сходно с происхождением животных: те и другие образуются в результате соединения исходных стихий в части и органы, которые под действием тепла соединяются в тело. Такую концепцию развивал, в частности, великий материалист и атомист древности Демокрит. Аристотель трактовал человека как некое “политическое животное”, которое отличается от животного только наличием нравственности и на этой основе стремлением к “совместному жительству”.

Древнеримский философ и поэт Лукреций Кар в поэме “О природе вещей” нарисовал картину развития древних людей от дикою состояния до изобретения огня, одежды, жилищ и т.д. Он, высмеяв распространенные тогда легенды о сотворении людей богами, о “золотом веке”, с которого будто бы начинается жизнь людей на Земле, утверждал, что люди делали важнейшие изобретения, подгоняемые нуждой. Л. Кар образно рисует первобытное состояние человека, когда люди еще не знали ни одежды, ни жилищ и вели жалкое существование, питаясь желудями и ягодами и охотясь на диких зверей Предложив периодизацию истории человечества на три эпохи в за висимости от материала, из которого изготавливались орудия труда:

каменный, медный (бронзовый) и железный, Л. Кар писал:

Прежде служили оружием руки могучие, когти.

Зубы, каменья, обломки ветвей от деревьев и пламя, После того быта найдена медь и порода железа Все-таки в употребчение вошла прежде медь. чем железо, Так как была она мягче, притом изобильней гораздо Кстати сказать, своей догадкой Л. Кар опередил выводы археологии почти на 19 столетий.

3.10. Упадок античной науки В первые века нашей эры обострились социально-экономические, политические и культурные противоречия, свойственные рабовладельческой формации. Римская империя в V в. н.э. распалась под действием внутренних и внешних сил — восстаний рабов, бедноты, покоренных народов и нападений варварских племен. На смену рабовладельческому пришел феодальный строй. Формирование феодальных отношений было связано со значительными потрясениями во всех сферах общественной жизни, в том числе в области культуры и науки.

По сути, формировался новый исторический тип сознания, новый тип культуры, духовного освоения мира человеком. Его основу составляло монотеистическое религиозное сознание, в котором на первом плане — не познание мира и получение нового знания, а переживание, прочувствование мира и вера во всемогущего Бога, в существо, которое создало мир и постоянно творит его своей волей и активностью.

Вмешательство божественных, потусторонних сил может проявиться в любой момент, в любой части мира. Такое прямое активное проявление действия божества и есть чудо. Природа наполнена чудесами, поэтому ни о каких ее объективных закономерностях не может бы гь и речи. В системе такого мировоззрения естествознание лишается своего действительною предмета, реальных Целей и задач.

Иррационализм и мистицизм способствовали упадку античной науки.

Одной из существенных ограниченностей античной науки являлся ее отрыв от производства, отрыв теории oт практики, знания от опыта Рабовладельческий способ производства, в котором главной производительной силой был раб, не нуждался в науке как средстве развития производительных сил.

Наука развивалась отдельно от материального производства. Последнее достигло такого уровня, что смогло выделить часть людей из непосредственного участия в производстве, дать им возможность заниматься духовной деятельностью. Но античное материальное производство в результатах Духовной деятельности не нуждалось. Отсюда и недооценка связи знания и опыта, непонимание познавательного значения опыта, эксперимента. Эксперимент как метод познания в античности не был известен.

И наконец, упадок античной науки во многом был обусловлен и отсутствием надежных средств хранения, обмена и передачи информации. Рукописи были дорогим, редким, а в эпоху непрерывных войн, миграций народов, исчезновения в пожарищах культур, этносов и ненадежным средством хранения информации. Как материальный носитель мысли, рукописи, к сожалению, все-таки горят.

В VI в. н.э. в истории европейской культуры начался период “темных веков”.

5. ПОЗНАНИЕ ПРИРОДЫ В ЭПОХУ ВОЗРОЖДЕНИЯ

Новый величайший переворот в системе культуры происходит в эпоху Возрождения, которая охватывает XIV — начало XVII в. Эпоха Возрождения — эпоха становления капиталистических отношении, первоначального накоплений капитала, восхождения социально-политической роли города, буржуазных классов, складывания абсолютистских монархий и национальных государств, эпоха глубоких социальных конфликтов, религиозных войн, ранних буржуазных революций, возрождения античной культуры, возникновения книгопечатания, эпоха титанов мысли и духа.

Социально-исторической предпосылкой культуры Возрождения явилось становление буржуазного индивидуализма, который приходил на смену сословно-иерархической структуре феодальных отношений. Средневековье завершает тот длительный период истории человечества, в ходе которого человек был еще привязан прямыми либо опосредованными узами к коллективу определенного типа.

Этот отрыв окончательно осуществился именно в эпоху Возрождения. “Не терпеть нужды и не иметь излишка, не командовать другими и не быть в подчинении — вот моя цель”, — писал Ф. Петрарка, выражая этим не только свои личные цели, но и жизнеощущение эпохи. В социально-психологическом плане ренессансный индивидуализм порождал такую особенность образа жизни, которую великий русский мыслитель А.Ф. Лосев называл “субъективистически-индивидуалистической жаждой жизненных ощущений независимо от их религиозных или моральных ценностей”2. Жизнь на свой страх и риск, предполагающая индивидуализм и самоутверждение личности, возможна только в условиях активно-деятельного отношения к миру.

Именно такое отношение характеризует систему новых ценностей буржуазной городской культуры свободных и независимых ремесленников, торговцев, мастеров средневековой интеллигенции. Среди этих ценностей: высокая работоспособность: умение трудиться; инициативность, стремление побольше успеть, свершить; умение ценить время, дорожить им (время — это такой “божий дар” человеку, который нельзя никому передать, но вместе с тем его можно потерять в ничегонеделании): и наконец.

личная ответственность за результаты своей деятельности. Правда, есть вещи, которые неподвластны времени, и это делает их божественными: личная доблесть, знание и семья; их реализация приводит к утверждению вечных ценностей и исторически значимых дел, которые по достоинству смогут оценить лишь потомки.

_ Петрарка Ф. Автобиография. Исповедь. Сонеты. М.. 1915. С. 128.

Лосев А.Ф. Эстетика Возрождения. М., 1978. С. 57.

5.1. Мировоззренческая революция Возрождения В эпоху Возрождения была проведена основная мыслительная работа, подготовившая возникновение классического естествознания. Это стало возможным благодаря мировоззренческой революции, свершившейся в эпоху Ренессанса и состоявшей в изменении системы человек — мир человека. Эта система распалась на три относительно самостоятельных отношения: отношение Человека к Природе, к Богу и к самому себе.

В эпоху средневековья определяющим отношением к миру было отношение человека к Богу как высшей ценности. Отношение человека к природе, которая рассматривалась как символ Бога, и к самому себе как смиренному рабу божьему были производными от этого основного отношения. На основе индивидуализации личности, формирования новых ценностей и установок в эпоху Ренессанса происходит мировоззренческая переориентация субъекта. На первый план постепенно выдвигается отношение человека к природе, а отношения же человека к Богу и к самому себе выступают как производные. В логике такого идейного движения Ренессанс преодолел дуализм земного и небесного миров (“двух градов” Августина). В ренессансном сознании эти два мира сближаются вплоть до пронизывания друг друга, слияния, превращения в некую амбивалентную тотальность. В человеке на первый план выдвигается то, что есть в нем божественного: один человек сам способен превращаться для другого в некоторое божество.

Поскольку все связано со всем и все взаимопроникает во все, постольку все (а не только Бог) достойно быть предметом познания. В этом смысле предмет познания один — богоприрода или природобог.

Философско-рационалистическое преодоление теизма с необходимостью проходит через стадию пантеизма. А ренессансный онтологический пантеизм, в свою очередь, повлек за собой гносеологический плюрализм: не только все может быть предметом познания, но и все точки зрения о предмете имеют право на существование, каждая культура имеет право на свое мировоззрение. В условиях эволюционного развития познания такой плюрализм привел бы к эклектизму. В революционную ренессансную эпоху гносеологически плюрализм ведет к релятивизму, который воплощает субъективно-творческий прорыв к будущим целостным формам теоретическогo синтеза, смыслового многообразия и вселенской гармонии. Именно новаторством, переходностью, сложностью и многообразием эпоха Возрождения глубоко созвучна нашей эпохе.

Право на существование имеют все точки зрения, а значит, и те из них, которые содержат инновации.

Более того, именно содержащая новизну позиция наиболее предпочтительна. С этого начинается формирование исторического мышления, ощущение культурно-исторической дистанции, постепенное формирование духа новаторства. Противоречивость ренессансной культуры в этом отношении состояла в том, что ренессансное сознание это новое искало в... античном прошлом.

Творчески-новаторское отношение к миру выдвигает на первый план познавательную составляющую сознания, разум выходит “из изгнания”, куда он заточен средневековой установкой на первенство веры над чувствами, а чувств над разумом. Уже у Н. Кузанского познание мира бесконечно и ведущим средством познания является разум. Мир для него — это богоприрода или природобог. Мир, Вселенная — бесконечны. Бесконечность мира познается разумом путем “совпадения противоположностей”.

Николай Кузанский принадлежит зрелому Возрождению. А в период позднего Возрождения Н.

Коперник, создавая гелиоцентрическую систему мира, на деле показывает творческие возможности разума, позволяющего через выделение и исследование противоречий в сфере явления проникать в сущность вещей, которая может быть полностью противоположной явлению.

Теоретическая мысль Возрождения еще не поднялась до уровня постановки и решения проблемы метода научного познания природы, однако предварила ее формулированием ряда принципиальных идей: гуманизма, рационализма, познаваемости мира, историзма и социально-исторического оптимизма.

Но в ренессансном типе познания мыслительное и образно-чувственное не вполне разграничивались, часто выступая в синкретическом единстве. Это не позволяло создать методологический инструментарий для конкретно-научного познания природы. Созданием основ методологии конкретнонаучного познания занялись мыслители Нового времени, прежде всего Ф. Бэкон и Р. Декарт.

Не дала эпоха Возрождения и сложных, логически непротиворечивых фундаментальных теорий. Она решала другую задачу: посредством глубокого синтеза имевшегося мыслительного материала, нового способа функционирования культуры, новой системы ценностей осуществить объективистскую перестройку сознания, сформировать его новый исторический тип, в котором бы познавательная составляющая сознания доминировала над ценностной. В культуре Возрождения главной ценностью становится бескорыстное объективное познанш мира. На основе этой важнейшей мировоззренческой ценности складываются непосредственные предпосылки возникновения классического естествознания.

5.2. Зарождение научной биологии Стихийно-эмпирическое накопление знаний о мире органических явлений длилось тысячелетиями. Но долгое время знания о биологических явлениях не выделялись из общей совокупности знаний о природе в самостоятельную отрасль. Биологические знания излагались вперемешку со знаниями о химических, физических, географических, климатических, метеорологических, социально-исторических явлениях.

Специфика биологического объекта просто не фиксировалась, стихийно-эмпирически накапливаясь в основном как побочный продукт деятельности ремесленников, крестьян, путешественников, алхимиков, паломников, купцов, фармацевтов, лекарей и др. Природа выступала как нерасчлененное целое.

В эпоху Возрождения ситуация в сфере познания живого изменилась. Здесь особое место принадлежит XVI в. В истории биологии этот период выделяется как начало глубокого перелома в способах познания живого. Ренессансный гуманизм, пересмотрев представление о месте человека в природе, возвысил роль человека в мире, вплоть до того, что божественность стали рассматривать как один из атрибутов человечности. В человеке видели венец, светоч природы, полагая, что уже в силу одного этого он достоин самого тщательного изучения, внимания и заботы. Отражением главной ориентации той эпохи — ориентации на человека, на совокупность его ближайших потребностей и прежде всего на решение наиболее близких ему медицинских проблем — было быстрое развитие биологического познания.

Известный историк естествознания П. Таннери, характеризуя данный период развития биологии, писал:

“...История науки в первой половине Х\Т столетия была в сущности только историей медицины”'. В сторону человека развернулась даже алхимия; результатом слияния алхимии с медициной стала ятрохимия. Основоположник ятрохимии Парацельс утверждал, что “настоящие цели алхимии заключаются не в изготовлении золота, а в приготовлении лекарств”.

Особенности развития биологии в XVT—XVII вв. во многом определялись практическими потребностями развивавшегося капиталистического хозяйства, прежде всего его аграрного сектора, социально-классовыми потрясениями, ростом влияния материалистической философии на естествознание в целом и биологию в частности, институционализацией научной деятельности. На смену средневековой феодальной упрощенной культурно-бытовой сфере жизнедеятельТаннери П. Исторический очерк развития естествознания в Европе. М., 1934.

ности приходит буржуазный образ жизни, сформировавшийся в среде городской бюргерской культуры.

Его важнейшими атрибутами были, в частности, цветоводство и садоводство. В XV—XVI вв.

потребности медицины обусловили появление разного рода травников, а затем и создание “аптекарских садов”, которые впоследствии превратились в ботанические сады; широко развивалась практика сбора гербариев. Мир животных тоже становится объектом интереса. В эпоху Возрождения значительно совершенствуется организация коневодства и конных заводов. А при дворах многих европейских правителей создаются даже настоящие зоопарки. На таком фоне повышается интерес к растению и животному как таковому. Как совершенно справедливо отмечал первооткрыватель итальянского Возрождения Я. Буркхард, “всем этим была... создана... благоприятная почва для развития научной зоологии, как и ботаники”'.

Значительные изменения происходят в способе биологического познания — вырабатываются стандарты, критерии и нормы исследования органического мира. На смену стихийности, спекулятивным домыслам, фантазиям и суевериям постепенно 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, эпоха которых раздвинула мировоззренческий горизонт европейцев — они узнали множество новых биологических, геологических, географических и других явлений. Фауна и флора вновь открытых стран и континентов не только значительно расширили эмпирический базис биологии, но и поставили вопрос о его систематизации.

Огромная описательная накопительная работа, проведенная в XVI—XVII вв. в биологии, имела важные последствия. Во-первых. она вскрыла реальное многообразие растительных и животных форм и наметила общие пути их систематизации. Если в ранних ботанических описаниях (О. Брунфельса, И.

Бока, К. Клузиуса и др.) еще отмечается множество непоследовательностей и отсутствуют четкие принципы систематизации и классификации, то уже М. Лобеллий. К. Баугин и особенно А. Цезальпино закладывают программу создания искусственной систематики (получившую свое развитие в работах Ж.Л. Турнефора, искусственная система которого была общепринятой в конце XVII — первой половине XVIII в.), а И. Юнг дает теореБуркхард Я. Культура Возрождения в Италии. Опыт исследования. М., 1996 С. 192.

тический ориентир на развитие естественной систематики растений, получивший развитие в трудах Р.

Моррисона и Дж. Рэя.

В это же время осуществляется и систематизация зоологического материала, прежде всего такими учеными-энциклопедистами, как К. Геснер и У. Альдрованди. Закладываются основы частных отраслей зоологии — энтомологии (Т. Моуфет), орнитологии (П. Белон), ихтиологии (Г. Рондель). Сильнейший импульс развитию зоологии был дан изобретением микроскопа. Обнаружение мира микроорганизмов А. ван Левенгуком оказало поистине революционизирующее влияние на развитие биологии, а Ф.

Стелутти одним из первых применил микроскоп для изучения анатомии животных, в частности насекомых.

Во-вторых, накопительная биологическая работа в XVI— XVII вв. значительно расширила сведения 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 солнечного света в питании растений. Установление пола у растений и внедрение экспериментального метода 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 генетики.

Важной вехой в развитии анатомии стало творчество А. Везалия, исправившего ряд крупных ошибок, укоренившихся в биологии и медицине со времен античности. М. Сервет, павший жертвой протестантского религиозного фанатизма, и У. Гарвей исследовали проблему кровообращения. У.

Альдрованди обратился к традиции античной эмбриологии, а его ученик В. Койтер, систематически изучая развитие куриного зародыша, заложил основы методологии экспериментального эмбриологического исследования. Г. Фаллопий и Б. Евстахий проводят сравнение структуры человеческого зародыша и взрослого человека, соединяя тем самым анатомию с эмбриологией. На аристотелевско-телеологической основе формировались первые теоретические концепции в эмбриологии (Фабриций из Аквапенденге). В XVII в. складывается синтез анатомии и физиологии, возникает предпосылки структурно-функционального подхода (Г. Азелли, Ж. Покэ, Ф. Глиссон, Р. дс Грааф и др.) В-третьих, важным следствием развития биологии явилось формирование научной методологии и методики исследования живого. Поиски рациональной, эффективной методологии привели к стремлению использовать в биологии методы точных наук — математики, механики, физики и химии.

Сформировались даже целые направления в биологии — иатромеханика, иатрофизика и иатрохимия. В русле этих направлений были получены отдельные конструктивные результаты. Так, например, Дж.

Борелли подчеркивал важную роль нервов в осуществлении движения, а Дж. Майов одним из первых провел аналогию между дыханием и горением. Значительный вклад в совершенствование тонкой методики анатомического исследования внес Я. Сваммердам.

В-четвертых, следствием накопительной работы является развитие теоретического компонента биологического познания — выработка понятий, категорий, методологических установок, создание первых теоретических концепций, призванных объяснить фундаментальные характеристики живого.

Прежде всего это касалось природы индивидуального развития организма, в объяснении 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 многоклеточного организма, потому процесс онтогенеза сводится лишь к количественному росту всех предобразованных зачатков органов и тканей Преформизм существовал в двух разновидностях: овистической, 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, пытавшийся построить эмбриологию, изложенную и доказанную геометрическим путем, и др.) полностью отрицала 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 позицию не только эмпирическими, но и философскими соображениями (так, преформизм хорошо согласовывался с креационизмом: Бог создал мир со всеми населяющими его существами, как теми, которые были и есть, так и теми, которые еще только появятся в будущем).

В целом же биология в XVI—XVII вв. была в зачаточном состоянии; растительный и животный миры были исследованы лишь в самых грубых чертах, биологические объяснения носили чисто механический и поверхностный характер Биологическое познание еще не выработало в это время своей собственной системы методологических установок 5.3. Коперниканская революция 5. 3.1 Гелиоцентрическая система мира В эпоху раннего средневековья в Европе безраздельно господствовала библейская картина мира. Затем она сменилась догматизированным аристотелизмом и геоцентрической системой Птолемея. Постепенно накапливавшиеся данные астрономических наблюдений подтачивали основы этой картины мира.

Несовершенство, сложность и запутанность птолемеевской системы становились очевидными.

Многочисленные попытки увеличения точности системы Птолемея лишь осложняли ее. (Общее число вспомогательных кругов возросло почти до 80.) Еще в XIII в. кастильский король Альфонсо Х высказался в том смысле, что если бы он мог давать Богу советы, то посоветовал бы при создании мира устроить его проще.

Птолемеевская система не только не позволяла давать точные предсказания; она также страдала явной несистематичностью, отсутствием внутреннего единства и целостности; каждая планета рассматривалась сама по себе, имела отдельную от остальных эпициклическую систему, собственные законы движения. В геоцентрических системах движение планет представлялось с помощью нескольких равноправных независимых математических моделей. Для объяснения петель движения данной планеты предполагалось помимо движения по деференту движение по своей группе эпициклов, никак не связанных, вообще говоря, с эпициклами и деферентами других планет. Строго говоря, геоцентрическая теория не обосновала геоцентрической системы, так как объектом этой теории система планет (или планетная система) не являлась; в ней речь шла об отдельных движениях небесных тел, не связанных в некоторое системное целое. Геоцентрические теории позволяли предвычислять лишь направления на небесные светила, но не определить истинную удаленность и расположение их в пространстве. Птолемей считал эти задачи вообще Неразрешимыми. Установка на поиск внутреннего единства и системности была той основой, вокруг которой концентрировались предпосылки создания гелиоцентрической системы.

Создание гелиоцентрической теории было связано и с необходимостью реформы юлианского календаря, в котором две основные точки — равноденствие и полнолуние — потеряли связь с реальными астрономическими событиями.

Календарная дата весеннего равноденствия, приходившаяся в IV в. н.э. на 21 марта и закрепленная за этим числом Никейским собором в 325 г. как важная отправная дата при расчете основного христианского праздника Пасхи, к XVI в. отставала от действительной даты равноденствия на 10 дней.

Еще с VIII в. юлианский календарь пытались совершенствовать, но безуспешно. Латеранский собор, проходивший в 1512—1517 гг. в Риме, отметил чрезвычайную остроту проблемы календаря и предложил ее решить ряду известных астрономов, среди которых был и Н. Коперник. Но он ответил отказом, так как считал недостаточно развитой и точной теорию движения Солнца и Луны, которые и лежат в основе календаря. Однако это предложение стало для Н. Коперника одним из мотивов совершенствования геоцентрической теории.

Другая общественная потребность, стимулировавшая поиски новой теории планет, была связана с мореходной практикой. Новые, более точные таблицы движения небесных тел, прежде всего Луны и Солнца, требовались для вычисления положений Луны для данного места и момента времени.

Определяя разницу во времени одного и того же положения Луны на небе — по таблицам и по часам, установленным по Солнцу во время плавания, вычисляли долготу места на море. Долгое время это был единственный способ нахождения долготы во время длительных морских плаваний.

Совершенствование теории планетной системы стимулировалось также и нуждами все еще популярной тогда астрологии.

Существенно упростивший астрономические вычисления с помощью тригонометрии немецкий астроном и математик Региомонтан (его “Эфемериды” вышли в свет в 1474 г.) выдвинул идею о том, что в птолемеевской теории можно освободиться от эпициклов и деферентов, если заменить описания пяти планет (исключая Землю), вращающихся вблизи Солнца по эпициклам и деферентам, эквивалентной системой планет, вращающихся вокруг Солнца по эксцентрическим окружностям Это был прямой путь к созданию геогелиоцентрической системы, от которой оставался лишь один шаг до “чистого” гелиоцентризма. К другим предпосылкам гелиоцентризма следует отнести, по мнению известного историка науки Т. Куна, “достижения в химическом анализе “падающих камней”, имевшие место в средневековье, возрождение в эпоху Ренессанса древнемистической неоплатонистской философии, которая учила, что Солнце — это образ бога, и атлантические путешествия, которые расширили территориальный горизонт человека эпохи Ренессанса”'.

' Kuhn Т The Copernican Revolution Planetary Astronomy in the Development of Western Thought Cambridge, 1957 P VIII Величайшим мыслителем, которому суждено было начать великую революцию в астрономии, повлекшую за собой революцию во всем естествознании, был гениальный польский астроном Николаи Коперник. Еще в конце XV в., после знакомства и глубокого изучения “Альмагеста”, восхищение математическим гением Птолемея сменилось v Коперника сначала сомнениями в истинности этой теории, а затем и убеждением в существовании глубоких противоречий в геоцентризме. Он начал поиск других фундаментальных астрономических идей, изучал сохранившиеся сочинения или изложения учений древнегреческих математиков и философов, в том числе и первого гелиоцентриста Аристарха Самосского, и мыслителей, утверждавших подвижность Земли'.

Коперник первым взглянул на весь тысячелетний опыт развития астрономии глазами человека эпохи Возрождения: смелого, уверенного, творческого, новатора. Предшественники Коперника не имели смелости отказаться от самого геоцентрического принципа и пытались либо совершенствовать мелкие детали птолемеевской системы, либо обращаться к еще более древней схеме гомоцентрических сфер.

Коперник сумел разорвать с этой тысячелетней консервативной астрономической традицией, преодолеть преклонение перед древними авторитетами. Он был движим идеей внутреннего единства и системности астрономического знания, искал простоту и гармонию в природе, ключ к объяснению единой сущности многих, кажущихся различными явлений. Результатом этих поисков и стала гелиоцентрическая система мира Между 1505—1507 п. Коперник в “Малом комментарии” изложил принципиальные основы гелиоцентрической астрономии. Теоретическая обработка астрономических данных была завершена к 1530 г. Но только в 1543 г. увидело свет одно из величайших творений в истории человеческой мысли — “О вращениях небесных сфер”, где изложена математическая теория сложных видимых движений Солнца, Луны, пяти планет и сферы звезд с соответствующими математическими таблицами и приложением каталога звезд.

' В древности кроме Аристарха Самосского негеоцентрические идеи высказывались пифагорейцами Филолаем (считавшим, что все планеты и Солнце вращаются вокруг некоего “центрального огня”), Экфантом (учение о вращении Земли вокруг своей оси), Гераклидом Понтийским (в его учении Земля находилась в Центре мира, вращалась вокруг своей оси, а Меркурий и Венера вращались вокруг Солнца) и др. Кроме того, в эпохи античности и средневековья в различных мистических, эзоютерических учениях духовный центр мира (Единое, Благо, Логос Абсолют и др ) олицетворялся с Солнцем как источником “духовного” света Такое олицетворение получило название “духовного гелиоцентризма” В центре мира Коперник поместил Солнце, вокруг которого движутся планеты, и среди них впервые зачисленная в ранг “подвижных звезд” Земля со своим спутником Луной. На огромном расстоянии от планетной системы находится сфера звезд. Его вывод о чудовищной удаленности этой сферы диктовался гелиоцентрическим принципом; только так мог Коперник согласовать его с видимым отсутствием у звезд смещений за счет движения самого наблюдателя вместе с Землей (т.е. отсутствием у них параллаксов).

Система Коперника была проще и точнее системы Птолемея, и ее сразу же использовали в практических целях. На ее основе составили “Прусские таблицы”, уточнили длину тропического года и провели в 1582 г. давно назревшую реформу календаря — был введен новый, или григорианский,стиль'.

Меньшая сложность теории Коперника и получавшаяся, но лишь на первых порах, большая точность вычислений положений планет по гелиоцентрическим таблицам были не самыми главными достоинствами его теории. Более того, теория Коперника при расчетах оказалась не намного проще птолемеевской, а по точности предвычислений положений планет на длительный промежуток времени практически не отличалась от нее. Несколько более высокая точность, дававшаяся на первых порах “Прусскими таблицами”, объяснялась не только введением нового гелиоцентрического принципа, а и более развитым математическим аппаратом вычислений2. Но и “Прусские таблицы” также вскоре разошлись с данными наблюдений. Это даже охладило первоначальное восторженное отношение к теории Коперника у тех, кто ожидал от нее немедленного практического эффекта. Кроме того, с момента своего возникновения и до открытия Галилеем в 1616 г. фаз Венеры, т.е. более полувека, вообще отсутствовали прямые наблюдательные подтверждения движения планет вокруг Солнца, которые свидетельствовали бы об истинности гелиоцентрической системы. В чем же действительное достоинство, привлекательность и истинная сила теории Коперника? Почему она вызвала революционное преобразование всего естествознания?

Любое новое всегда возникает на базе и в системе старого. Коперник в этом отношении не был исключением. Он разделял многие представления старой, аристотелевской космологии. Так, он представлял Вселенную замкнутым пространством, ограниченным сферой неподвижных звезд. Он не отступал от аристотелевской догмы, в соответствии с которой истинные движения небесных тел могут Он был введен 5 октября (которое стало 15м) 1582 г по инициативе папы Григория XIII на основе проекта, предложенного Луиджи Лиллио См. Клаин М. Математика. Поиск истины М, 1988 С. быть только равномерными и круговыми. В этом он был даже больший консерватор и приверженец аристотелизма, чем Птолемей, который ввел понятие экванта и допускал неравномерное движение центра эпицикла по деференту. Стремление восстановить аристотелевские принципы движения небесных тел, нарушавшиеся в ходе развития геоцентрической системы, кстати сказать, и стало для Коперника одним из мотивов поисков иных, негеоцентрических походов к описанию движений планет.

Но, в отличие от своих предшественников, Коперник пытался создать логически простую и стройную планетную теорию. В отсутствие простоты, стройности, системности Коперник увидел коренную несостоятельность теории Птолемея, в которой не было единого стержневого принципа, объясняющего системные закономерности в движениях планет. Н. Коперник писал:

“ Я ничем иным не был приведен к мысли придумать иной способ вычисления движений небесных тел, как только тем обстоятельством, что относительно исследований этих движений математики не согласны между собой. Начать с того, что движения Солнца и Луны столь мало им известны, что они не в состоянии даже доказать и определить продолжительность года Затем, при определении движений не только этих. но и других пяти блуждающих светил, они не употребляют ни одних и тех же одинаковых начал, ни одних и тех же предположений, ни известных доказательств Даже главного — вида мироздания и известную симметрию между частями его — они не в состоянии вывести на основании этой теории”'.

Коперник был уверен, что представление движений небесных тел как единой системы позволит определить реальные физические характеристики небесных тел, т.е. то, о чем в геоцентрической модели вовсе не было и речи. Поэтому свою теорию он рассматривал как теорию реального устройства Вселенной.

Возможность перехода к гелиоцентризму (подвижности Земли, обращающейся вокруг реального тела — неподвижного Солнца, расположенного в центре мира) Коперник совершенно справедливо усмотрел в представлении об относительном характере движения, известном еще древним грекам, но забытом в средние века. Неравномерное петлеобразное движение планет, неравномерное движение Солнца Коперник, как и Птолемей, считал кажущимся эффектом. Но он представил этот эффект не как результат подбора и комбинации Движений по условным вспомогательным окружностям, а как результат перемещения самого наблюдателя. Иначе говоря, этот эффект объяснялся тем, что наблюдение ведется с движущейся Земли. Допущение подвижности Земли было главным новым принципом в системе Коперника.

Коперник Н.О вращении небесных сфер М, 1964. С. Обоснование введения принципа гелиоцентризма Коперник усматривал в особой роли Солнца, отразившейся уже в птолемеевской схеме. В этой схеме планеты по свойствам их движений как бы разделялись Солнцем на две группы — нижние (ближе к Земле, чем Солнце) и верхние. Среди тех кругов, которые применялись для описания видимого движения планет, обязательно был один круг с годичным, как у Солнца, периодом движения по нему. Для верхних планет — это был первый, или главный эпицикл, для нижних — деферент. Кроме того, Меркурий и Венера (нижние планеты) вообще все время сопровождали Солнце, совершая около него лишь колебательные движения.

Революционное значение гелиоцентрического принципа состояло в том, что он представил движения всех планет как единую систему, объяснил многие ранее непонятные эффекты. Так, с помощью представления о годичном и суточном движениях Земли теория Коперника сразу же объяснила все главные особенности запутанных видимых движений планет (попятные движения, стояния, петли) и раскрыла причину суточного движения небосвода. Петлеобразные движения планет теперь объяснялись годичным движением Земли вокруг Солнца. В различии же размеров петель (и, следовательно, радиусов соответствующих эпициклов) Коперник правильно увидел отображение орбитального движения Земли: наблюдаемая с Земли планета должна описывать видимую петлю тем меньшую, чем дальше она от Земли. В системе Коперника впервые получила объяснение загадочная прежде последовательность размеров первых эпициклов у верхних планет, введенных Птолемеем. Размеры их оказались убывающими с удалением планеты от Земли. Движение по этим эпициклам, равно как и движение по деферентам для нижних планет, совершалось с одним периодом, равным периоду обращения Солнца вокруг Земли. Все эти годичные круги геоцентрической системы оказались излишними в системе Коперника.

Впервые получила объяснение смена времен года: Земля движется вокруг Солнца, сохраняя неизменным в пространстве положение оси своего суточного вращения.

Более того, это глубокое объяснение видимых явлений позволило Копернику впервые в истории астрономии поставить вопрос об определении действительных расстояний планет от Солнца. Коперник понял, что этими расстояниями планет были величины, обратные радиусам первых эпициклов для внешних планет и совпадающие с радиусами деферентов — для внутренних'. Таким образом он получаОбъявляя задачу определения расстоянии до тел Солнечной системы неразрешимой, Птолемей не догадывался, что на самом деле решение этой задачи уже содержалось в скрытом виде в его системе.

ет весьма точные относительные расстояния планет от Солнца (в а.е.). (в скобках — современные данные):

Теория Коперника логически стройная, четкая и простая. Она способна рационально объяснить то, что раньше либо не объяснялось вовсе, либо объяснялось искусственно, связать в единое то, что ранее считалось совершенно различными явлениями. Это — ее несомненные достоинства; они свидетельствовали о истинности гелиоцентризма. Наиболее проницательные мыслители поняли это сразу.

И уже не столь важным было то, что Коперник отдал дань античным и средневековым традициям: он принял круговые равномерные движения небесных тел, центральное положение Солнца во Вселенной, конечность Вселенной, ограничивал мир единственной планетной системой. Допуская лишь круговые равномерные движения по окружностям, Коперник отверг эквант — быть может, наиболее остроумную находку Птолемея. Этим он сделал даже некоторый принципиальный шаг назад. Коперник сохранил и эпициклы, и деференты. Принцип круговых равномерных движений вынудил его для достаточно точного описания движения планет сохранить свыше трех десятков эпициклов (правда, всего 34 вместо почти 80 в геоцентрической системе).

И тем не менее теория Коперника содержала в себе колоссальный творческий, мировоззренческий и теоретико-методологический потенциал. Ее историческое значение трудно переоценить.

• • Она подорвала ядро (геоцентрическую систему) религиозно-феодального мировоззрения, основания старой (первой) научной картины мира.

• Она стала базой революционного становления нового научного мировоззрения, новой (второй) механистической картины мира.

• Она явилась одной из важнейших предпосылок революции в физике (так называемой ньютонианской революции) и создания первой естественно-научной фундаментальной теории — классической механики.

• Она определила разработку новой, научной методологии познания природы. Схоластическая традиция исходила из того, что для познания сущности объекта нет необходимости детально изучать внешнюю сторону объекта, сущность может непосредственно постигаться разумом.

Коперник же впервые в истории познания на деле показал, что сущность может быть • понята только после тщательного изучения явления, его закономерностей и противоречий;

познание сущности всегда опосредовано познанием явления, которое по своему содержанию может быть совершенно противоположным сущности.

5.3.2. Дж. Бруно: мировоззренческие выводы из коперниканизма В течение нескольких десятилетий после выхода в свет труда “Об обращении небесных сфер” коперниканские идеи не привлекали особого внимания широкой научной общественности. Это было связано с бурными политическими событиями того времени: религиозные войны, Реформация, обострение борьбы католицизма и протестантизма, становление национальных государств, отодвинули на второй план проблемы мироздания, космологии и астрономии. Задача сравнения птолемеевской и коперниканской теорий актуализировалась лишь в 70-е гг. XVI в., когда два знаменитых астрономических события (вспышка сверхновой в 1572 г. и яркая комета 1577 г.) в очередной раз поставили под сомнение основы аристотелевской космологии. Мировоззренческие и теоретические выводы из гелиоцентризма, его развитие и совершенствование — заслуга ученых следующего поколения: Т. Браге, Дж. Бруно, И. Кеплер, Г. Галилей, Дж. Борелли и др.

Прежде всего не замедлили проявиться мировоззренческие выводы из коперниканизма. Признав подвижность, планетарность, неуникальность Земли, теория Коперника тем самым устраняла вековое представление об уникальности центра вращения во Вселенной. Центром вращения стало Солнце, но оно не было уникальным телом. О его тождественности звездам догадывались еще в античное время.

Следующий шаг в мировоззренческих выводах был вполне закономерен. Он был сделан бывшим монахом одного из неаполитанских монастырей Джордано Бруно, личности исключительно яркой, смелой, способной на бескомпромиссное стремление к истине. Познакомившись в 60-е гг. XVI в. с гелиоцентрической теорией Коперника, Бруно поначалу отнесся к ней с недоверием. Чтобы выработать свое собственное отношение к проблеме устройства Космоса, он обратился к изучению системы Птолемея и материалистических учений древнегреческих мыслителей, в первую очередь атомистов, о бесконечности Вселенной. Большую роль в формировании взглядов Бруно сыграло его знакомство с идеями Николая Кузанского, который утверждал, что ни одно тело не может быть центром Вселенной в силу ее бесконечности. Объединив гелиоцентризм Н. Коперника с идеями Н. Кузанского об изотропности, однородности и безграничности Вселен ной, Бруно пришел к концепции множественности планетных систем в бесконечной Вселенной.

Бруно отвергал замкнутую сферу звезд, центральное положение Солнца во Вселенной и провозглашал тождество Солнца и звезд, множественность “солнечных систем” в бесконечной Вселенной, множественную населенность Вселенной. Указывая на колоссальные различия расстояний до разных звезд, он сделал вывод, что поэтому соотношение их видимого блеска может быть обманчивым. Он разделял небесные тела на самосветящиеся — звезды, солнца, и на темные, которые лишь отражают солнечный свет. Бруно утверждал, во-первых, изменяемость всех небесных тел, полагая, что существует непрерывный обмен между ними и космическим веществом, во-вторых, общность элементов, составляющих Землю и все другие небесные тела, и считал, что в основе всех вещей лежит неизменная, неисчезающая первичная материальная субстанция.

Именно Бруно принадлежит первый и достаточно четкий эскиз современной картины вечной, никем не сотворенной, вещественной единой бесконечной развивающейся Вселенной с бесконечным числом очагов Разума в ней. В свете учения Бруно теория Коперника снижает свой ранг: она оказывается не теорией Вселенной, а теорией лишь одной из множества планетных систем Вселенной и, возможно, не самой выдающейся такой системы.

Новое, ошеломляюще смелое учение Бруно, открыто провозглашавшееся им в бурных диспутах с представителями церковных кругов, определило дальнейшую трагическую судьбу ученого. К тому же дерзость его научных выступлений была предлогом, чтобы расправиться с ним и за его откровенную критику непомерного обогащения монастырей и церкви. Великий мыслитель был сожжен на площади Цветов в Риме 17 февраля 1600 г. А спустя почти три столетия на месте казни Бруно, где некогда был зажжен костер, был воздвигнут памятник с посвящением, начинающимся словами: “От столетия, которое он предвидел...” К середине XVII в. гелиоцентрическая теория окончательно победила геоцентризм. Коперниканизм был признан научной общественностью и стал рассматриваться как теория действительного строения Вселенной. На повестке дня оказалась проблема физического обоснования гелиоцентризма, и в середине XVII в. астрономическая революция закономерно перерастает в физическую революцию.

6. НАУЧНАЯ РЕВОЛЮЦИЯ XVII в.:

ВОЗНИКНОВЕНИЕ КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ

Капитализм качественно преобразовывал как характер деятельности, так и тип общения людей.

Изменения характера деятельности состояли в появлении принципиальной отчужденности в капиталистическом производстве субъективного мотива деятельности и ее объективного результата. В этих условиях складывается полное господство абстрактного труда, товарно-денежных отношений, общественные отношения превалируют над межличностными, происходит “овеществление” личных связей и отношений, всех видов деятельности, их обезличивание. Кардинально изменяется и тип общения. Индивид вырывается из системы корпоративно-сословной принадлежности и непосредственно включается в функционирование общественных связей, прежде всего экономических.

На смену индивидуальной ценности личности производителя приходит ценность произведенных им вещей; посредником отношений между людьми становятся товары, формируется “товарный фетишизм”, отношения личной зависимости сменяются зависимостью субъекта от продуктов собственной деятельности.

Создание единого мирового рынка, универсальных общественных связей — достижения буржуазной эпохи. Только при капитализме история становится всемирной, складываются предпосылки универсализации личности, ее индивидуальный опыт обогащается социально-историческим опытом не только своей страны, региона, но и всего человечества; человек включается в ансамбль универсальных социальных отношений, становится носителем всемирно-исторического опыта. Высвобождая человека из системы личностной зависимости, атомизнруя личность, капитализм делает эти прогрессивные шаги за счет доведения до крайности отчуждения личности от общества: на смену единству коллектива и индивида приходит их противопоставление, отчуждение человека от человека, а значит, и общества от природы. В этих условиях складывается такой тип сознания, в котором на первый план выдвигается потребность в накоплении не столько релятивизированных ценностей, сколько объективного знания о мире.

Получение объективного знания о мире — задача мышления, разума. Не случайно, что именно в это время формируются идеалы рационализма, провозглашается господство “века Разума” и соответственно изменяются (по сравнению с античностью и средневековьем) представления о целях, задачах, методах естественно-научного познания. Формируется убеждение, что предметом естественно-научного познанш являют природные явления, полностью подчиняющиеся механическим закономерностям.

Природа при этом предстает как своеобразная громадная машина, взаимодействие между частями которой осуществляется на основе причинно-следственных связей. Задачей естествознания становится определение лишь количественно измеримых параметров природных явлений и установление между ними функциональных зависимостей, которые могут (и должны быть) выражены строгим математическим языком. В этих условиях механика выходит на первое место среди естественных наук.

6.1. И. Кеплер: от поисков гармонии мира к открытию тайны планетных орбит После работ Коперника дальнейшее развитие астрономии требовало значительного расширения и уточнения эмпирического материала, наблюдательных данных о небесных телах. Европейские астрономы продолжали пользоваться старыми античными результатами наблюдений. Но они устарели и часто были неточны. Проводимые же в ту пору европейскими астрономами наблюдения характеризовались большими погрешностями.

Кардинальные изменения наметились только в последней четверти XVI в., когда в 1580 г. в Дании на островке Вен (в 20 км от Копенгагена) построили невиданную еще астрономическую обсерваторию, названную Небесным замком (Ураниборгом). Инициатором и организатором строительства обсерватории и новых огромных инструментов для астрономических наблюдений (квадранта радиусом 2 м, точность которого доходила до 1/6', сектанта для измерения угловых расстояний между звездами, большого небесного глобуса и др.) был Тихо Браге, датский дворянин, посвятивший свою жизнь не воинским подвигам, а служению богине Неба — Урании.

Первое выдающееся открытие Тихо Браге сделал еще в 1572 г., когда, наблюдая за вспыхнувшей яркой звездой в созвездии Кассиопеи, показал, что это вовсе не атмосферное явление (как это следовало из аристотелевой картины мира), а удивительное изменение в сфере звезд'. Более двух десятков лет провел Браге в Ураниборге, определяя положение небесных объектов. Удивляет точность его Данных, если помнить, что тогда еще не знали телескопов и других оптических инструментов. Так, при сравнении с современными данными оказалось, что средние ошибки при определении положений эвезд у него не превышали Г, а для 21 опорной звезды — даже 40".

Тихо Браге был блестящим астрономом-наблюдателем, но не теоретиком. Это мешало ему в полной мере оценить учение Коперника. Однако Браге тоже ощущал недостатки птолемеевской геоцентрической системы и разработал систему, занимавшую промежуточное место между геоцентрической и гелиоцентрической. В этой системе • Это была вспышка сверхновой звезды.

Солнце движется по эксцентрической окружности вокруг неподвижной Земли, а планеты обращаются вокруг Солнца.

К счастью, на своем жизненном пути Т. Браге встретил Иоганна Кеплера. На смертном одре Тихо Браге завещал Кеплеру все свои рукописи, содержавшие результаты многолетних астрономических наблюдений, с тем чтобы Кеплер доказал справедливость его. Браге, гипотезы о строении планетной системы. Это завещание не было и не могло быть исполнено. Но Кеплер сделал несравненно более великое открытие — он раскрыл главную тайну планетных орбит. Этот великий немецкий ученый (с удивительной судьбой, жизнь которого была полна невзгод и лишений) совершил величайший научный подвиг — заложил фундамент новой теоретической астрономии и учения о гравитации. Он показал, что законы надо искать в природе, а не выдумывать их как искусственные схемы и подгонять под них явления природы.

Будучи глубоко религиозным человеком и увлекаясь в молодости астрологией, Кеплер поставил перед собой великую жизненную цель — проникнуть в божественные планы творения мира, постичь тайны строения Вселенной. Считая, что Бог как высшее творческое начало при сотворении мира должен был руководствоваться идеальными, математически совершенными числовыми отношениями и геометрическими формами, Кеплер пытался объяснить существование только шести планет Солнечной системы существованием всего пяти правильных многогранников'. Кеплер пытается математически связать орбиты планет со сферами, вписанными в многогранники и описанными вокруг них. Затем закономерно возникает и вопрос об отношениях радиусов орбит планет между собой, решение которого, в свою очередь, подводит Кеплера к поиску точных законов гелиоцентрического планетного мира и превращает эту задачу в главное дело жизни.

В ходе длительной напряженной, колоссальной исследовательской работы проявились его гениальность как астронома и математика, смелость мысли, свобода духа, благодаря которым он сумел преодолеть тысячелетние традиции и предрассудки. Многолетние поиски числовой гармонии Вселенной, простых числовых отношений в мире завершились открытием действительных законов планетных движений, которые Кеплер изложил в сочинениях “Новая, изыски" _ ' Во времена Кеплера было известно только шесть планет Солнечной системы. наблюдаемых невооруженным глазом: Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер и Сатурн. Планета Уран была открыта В. Гершелем в 1781 г., Нептун открыт астрономом Галле и математиком Леверье в 1846., Плутон был обнаружен только в 1930г.

вающая причины астрономия, или Физика неба” (1609) и “Гармония мира”(1б19).

В начале XVII в. основные космологические идеи древних греков уже утратили свое научное значение, но тем не менее некоторые из них за столетия приобрели характер абсолютных истин, отказаться от которых не хватало смелости духа. К ним, в частности, относилось представление о том, что только круговое, равномерное, “естественное” движение единственно допустимо для небесных тел. Даже Коперник и Галилей остались во власти этого убеждения, считая древний космологический принцип незыблемым. Против этой научной догмы и выступил Кеплер. После пяти лет трудоемкой математической обработки огромного материала наблюдений Т. Браге за движением Марса Кеплер в 1605 г. открыл и в 1609 г. опубликовал первые два закона планетных движений (сначала для Марса, затем распространил их на другие планеты и их спутники).

Первый утверждал эллиптическую форму орбит и тем разрушал принцип круговых движений в космосе; второй показывал, что планеты не только движутся по эллиптическим орбитам, но и движутся по ним неравномерно. Скорость планет изменяется таким образом, что площади, описываемые радиусом-вектором в равные, промежутки времени, равны между собой (закон постоянства площадей). Так рухнул и принцип равномерности небесных движений. Кеплер ввел пять параметров, определяющих гелиоцентрическую орбиту планеты (Кеплеровы элементы) и нашел уравнение для вычисления положения планеты на орбите в любой заданный момент времени (уравнение Кеплера).

Таким образом, открытые им законы стали рабочим инструментом для наблюдателей.

Далее Кеплер поставил вопрос о динамике движения планет. До Кеплера планетная космология, опиравшаяся на аристотелевский принцип “естественности” движений небесных тел, была кинематической. Авторы планетных теорий ограничивались разработкой кинематико-геометрических моделей мира, не пытаясь определить причины, вызывавшие движения небесных тел. Даже у Коперника схема орбитальных движений планет оставалась старой, кинематической. И только Кеплер увидел в гелиоцентрической картине движений планет действие единой физической силы и поставил вопрос о ее природе.

Уже в 1596 г. в своем первом сочинении “Космографическая тайна” он обратил внимание на то, что с удалением от Солнца периоды обращения планет увеличиваются быстрее, чем радиусы их орбит, т.е.

уменьшается скорость движения планет. Здесь возможны два объяснения: первое—движущая сила сосредоточена в каждой планете, и у далеких планет она почему-то меньше, чем у близких (так думал Т.Браге); второе — движущая сила едина для всей системы и сосредоточена в ее центре — Солнце, которое действует сильнее на близкие и слабее на далекие планеты.

Кеплер остановился на втором, поскольку эта идея лучше объясняла первые два закона планетных движений Через десять лет после опубликования первых двух законов Кеплер установил (1619) универсальную зависимость между периодами обращения планет и средними расстояниями их от Солнца: третий закон Кеплера— квадраты времен обращения планет вокруг Солнца относятся как кубы средних расстояний этих планет от Солнца. Это окончательно убедило его в том, что движением планет управляет именно Солнце.

Поэтому Кеплер впервые поставил вопрос о физической природе и точном математическом законе действия силы, движущей планеты. Действие Солнца на планеты Кеплер сравнивал с действием магнита. Такое сравнение было вполне в духе времени, для которого характерно особое увлечение магнитными явлениями. В 1600 г. английский врач и физик У. Гильберт, справедливо считая Землю большим магнитом, выдвинул идею универсальности магнетизма и сводил к нему силу тяжести.

Магнитным влиянием Луны пытались объяснить морские приливы и отливы. Опираясь на эти идеи, Кеплер в 1609 г. развил представление о механизме действия силы, движущей планеты, как о вихре, возникающем в эфирной среде от вращения магнитного Солнца. Кеплер полагал, что сила действовала на планету непосредственно вдоль орбиты. Недостаточное развитие основ механики привело его к ошибочному выводу, что эта сила обратно пропорциональна расстоянию (а не его квадрату) от Солнца.

Эксцентричность орбит он объяснял тем, что планеты — это большие круглые магниты с постоянным направлением магнитной оси, которые в зависимости от расположения магнитных полюсов то притягиваются, то отталкиваются от Солнца.

Для установления истинного сложного характера причин орбитального движения планеты требовались уточнение основных физических понятий и создание основ механики. Это было делом будущего. Таким образом, в исследованиях механики неба Кеплер до предела исчерпал возможности современной ему физики.

6.2. Формирование непосредственных предпосылок классической механики — первой фундаментальной естественнонаучной теории 6.2.1. Г. Галилей: разработка-понятий и принципов “земной динамики" В формировании классической механики и утверждении нового Mировоззрения велика заслуга Г.

Галилея. Год рождения Галилея — это год смерти Микеланджело и год рождения Шекспира. Галилей — выдающаяся личность переходной эпохи от Возрождения к Новому времени. С прошлым его сближает еще многое: неопределенная трактовка проблемы бесконечности мира; он не принимает Кеплеровых эллиптических орбит' и ускорений планет; у него нет еще представления о том, что тела движутся в “плоском” однородном пространстве благодаря их взаимодействиям; он еще не освободился от чувственных образов и качественных противопоставлений и др. Но в то же время он весь устремлен в будущее — он открывает дорогу математическому естествознанию. Он был уверен, что “законы природы написаны на языке математики”; его стихия — мысленные кинематические и динамические эксперименты, логические конструкции; главный пафос его творчества — возможность математического постижения мира; смысл своего творчества он видит в физическом обосновании гелиоцентризма, учения Коперника. Галилей закладывает основы экспериментального естествознания:

показывает, что естествознание требует умения делать научные обобщения из опыта,. а эксперимент — важнейший метод научного познания.

Еще будучи студентом (университета г. Пиза), Галилей делает открытие большой научной и практической значимости — открывает закон изотропности колебаний маятника, который сразу же нашел применение в медицине, астрономии, географии, прикладной механике. После изобретения зрительной трубы (1608) он усовершенствовал ее и превратил в телескоп с 30-кратным приближением, с помощью которого совершил ряд выдающихся астрономических открытий: спутников Юпитера, Сатурна, фаз Венеры, солнечных пятен, обнаружение того, что Млечный Путь представляет собой скопление бесконечного множества звезд, и др.

За признание своих открытий Галилею пришлось вести борьбу с церковной ортодоксией. Ведь его деятельность происходила в атмосфере Контрреформации, усиления католической реакции. Это был трагический для естествознания период истории. Речь шла о суверенитете разума в поисках истины. В 1616 г. учение Коперника было запрещено, а его книга внесена в инквизиционный “Индекс запрещенных книг”. После выхода в свет декрета начались сумерки итальянской науки, в научных кругах воцарилось мрачное безмолвие.

Церковь дважды вела процессы против Галилея. После первого процесса в 1616г. Галилей был вынужден перейти к методам “нелеГалилей считал их простым воскрешением древней пифагорейской идеи о роли числа во Вселенной, несовместимой с новым экспериментальным естество-манием, за которое он боролся. Поэтому он не обратил внимания и на Кеплеровы законы (возможно, он и не ознакомился с ними, хотя Кеплер послал ему свое сочинение 1609 г.).