Периоды и этапы истории естествознания

 

История естествознания стоит в неразрывной связи с историей всего общества, и каждому типу и уровню развития производительных сил, техники отвечает своеобразный период в истории естествознания. Как самостоятельное, систематическое исследование природы естествознания возникло во 2-й половине 15 в.; более ранние периоды естественно-научных знаний можно рассматривать как зачаточные, или подготовительные, к систематическому изучению природы. Соответственно выделяются следующие периоды.

Первый подготовительный – натурфилософский (зарождение составляющих будущего естествознания) – характерен для древности. В целом техника была еще слабо развита, хотя имелись уже отдельные выдающиеся технические достижения. Начали складываться в самостоятельные отрасли знания статика и астрономия и обслуживающая их математика. Позднее стала выделяться химия (в форме алхимии). Анатомия, медицина, физика находились в зачаточном состоянии. Все естественно-научные знания и воззрения входили в единую науку, находившуюся под эгидой философии. Разделение наук впервые наметилась в конце этого периода (александрийская наука).

Второй подготовительный период характеризуется господством схоластики и теологии в Западной Европе и спорадическими открытиями у арабоязычных народов. Наука на Западе стала придатком теологии (астрология, алхимия, магия, кабалистика чисел). Развитие техники на Западе совершался крайне медленно. Техника почти не нуждалась в систематическом изучении природы, а потому и не оказывала заметного влияния на развитие естественно-научных знаний. Но и в это время, хотя и замедленно, шло накопление новых данных, подготовивших переход к следующему периоду. В целом это была переходная полоса между первой и второй фазами общего хода естествознания.

Период механического и метафизического естествознания, начавшийся с возникновения естествознания как систематической опытной науки в эпоху Возрождения, отвечает времени становления и утверждения капиталистических отношений в Западной Европе (со 2-й половины 15 в. до конца 18 в.). Естествознание этого периода революционно по своим направлениям. Здесь выделяется естествознание начала 17 в. (создание механического, но уже современного естествознания – Г. Галилей) и конца 17 в. - начала 18 в. (завершение этого движения – И. Ньютон). Т. к. господствующим методом мышления стала метафизика, этот период можно назвать метафизическим. Но уже тогда в естествознании делались открытия, в которых обнаруживалась диалектика. Естествознание было связано с производством, превращавшимся из ремесла в мануфактуру, энергетической базой которой служило механическое движение. Отсюда вставала задача изучать механическое движение, найти его законы. Мореплавание нуждалось в небесной механике, военное дело – в разработке баллистики. Естествознание было механическим, поскольку ко всем движениям природы прилагался исключительно охват механики. Но уже создание в 17-18 вв. в математике анализа бесконечно малых (И. Ньютон, Г. Лейбниц) и аналитической геометрии (Р. Декарт), космогоническая гипотеза Канта – Лапласа, атомно-кинетическое учение М. В. Ломоносова, идея развития в биологии К. Вольфа подготовляли появление материально-диалектического и эволюционного взгляда на природу.

Период открытия всеобщей связи и утверждения эволюционных идей в естествознания характеризуется стихийным проникновением диалектики в естествознание, так что его можно также назвать стихийно-диалектическим. Промышленность вступает в фазу крупного машинного производства, начавшегося в конце 18 в. – технический и промышленный переворот. Энергетической базой промышленности становится паровой двигатель, и преимущественное развитие механики перестает удовлетворять потребности производства. На первый план выдвигаются физика и химия, изучающие взаимопревращения видов энергии и видов вещества (химическая атомистика). В геологии возникает теория медленного развития Земли (Ч. Лайель), в биологии зарождается эволюционная теория (Ж. Ламарк), палеонтология (Ж. Кювье), эмбриология (К. М. Бэр). Возникла необходимость сочетать анализ с синтезом в целях теоретического охвата накопленного опытного материала. Три великих открытия (2-я треть 19 в.) – клеточная теория, учение о превращении энергии и дарвинизм определили недостаточность представлений старой метафизике, необходимость создания новой в сочетании с материализмом и диалектикой. Затем последовали открытия, раскрывавшие диалектику природы полнее: создание теории химического строения органических соединений (А. М. Бутлеров,1861), периодической системы элементов (Д. И. Менделеев, 1869), химической термодинамики (Я. Х. Вант-Гофф, Дж. Гиббс), основ научной физиологии (И. М. Сеченов, 1863), электромагнитной теории света (Дж. К. Максвелл, 1873). Но, делая открытия, подтверждающие диалектику, естествоиспытатели продолжали мыслить метафизически. Этот связь между достигнутыми результатами и укоренившимся способом мышления составил основное направление развития естествознания данного периода – связь между подлинной и личностной его сторонами, его содержанием (его открытиями) и видом мышления самих ученых.

Период «новейшей революции» в естествознании совпал с в 20 в. развитием, прежде всего физики (атомная энергия, радиолокация, радиоэлектроника, средства связи, автоматика и кибернетика, квантовая электроника – лазеры, электронная оптика и т. д.). Физика как ведущая отрасль всего естествознания играет роль стимулятора и трамплина по отношению к другим отраслям естествознания, например изобретение электронного микроскопа и введение метода меченых атомов вызвало переворот во всей биологии, физиологии, биохимии. Физические методы определили успехи химии, геологии, астрономии, способствовали в значительной степени развитию науки о космосе и овладению космосом. Главной задачей химии становится синтез полимеров, особенно играющих роль стратегического сырья (каучук, искусственное волокно), получение синтетического топлива, легких сплавов и заменителей металла для авиации и космонавтики. Энергетической базой промышленности в начале 20 в. становятся всё больше электричество (динамо-машина), химическая энергия (двигатели внутреннего сгорания), а затем (после 2-й мировой войны) и атомная энергия. Стимулирующее воздействие на естествознание новых потребностей техники привело к тому, что в середине 90-х гг. 19 в. началась «новейшая революция в естествознании», главным образом в физике (открытия электромагнитных волн Г. Герцем, коротковолнового электромагнитного излучения К. Рентгеном, радиоактивности А. Беккерелем, электрона Дж. Томсоном, светового давления П. Н. Лебедевым, введение идеи кванта М. Планком, создание теории относительности А. Эйнштейном, радиоактивного распада Э. Резерфордом и Ф. Содди, изобретение радио А. С. Поповым), а также в химии, биологии (возникновение генетики на базе законов Г. Менделя). В 1913-1921 на основе представлений об атомном ядре, электронах и квантах Н. Бор создаёт модель атома, разработка которой ведется соответственно периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Это первый этап революции в физике и во всём естествознании. Он сопровождается органическим сочетанием метафизических представлений о материи и ее строении, свойствах, видов движения и типах закономерностей, о пространстве и времени, с подлинно подтверждаемым эволюционно-диалектическим. 2-й этап революции в естествознания начался в середине 20-х гг. 20 в. в связи с созданием квантовой механики и сочетанием ее с теорией относительности в общую квантово-релятивистскую парадигму. Происходит дальнейшее бурное развитие естествознания и в связи с этим продолжается коренная ломка старых понятий, главным образом тех, которые связаны со старой строгой моделью мира.

Началом 3-го этапа в естествознании было первое овладение атомной энергией в результате открытия деления ядра (1939) и последующих исследований (1940-45), с которыми связано зарождение электронно-вычислительных машин и кибернетики. Полное развитие он получил в середине 20 в. Его особенностью является то, что наряду с физикой теперь лидирует в естествознании целая группа отраслей естествознания: биология (особенно генетика, молекулярная биология), химия (особенно макрохимия, химия полимеров), а также науки, смежные с естествознанием, – космонавтика, кибернетика. Если в начале 20 в. физические открытия развивались самостоятельно, то с середины 20 в. революция в Е. органически слилась с революцией в технике, приведя к современной научно-технической революции. С точки зрения практики решающую роль приобретают основополагающие науки, без которых не может развиваться современная техника.

Общеметодологические проблемы естествознания группируются вокруг вопросов, которые связывают между собой все отрасли естествознания: а) раскрытие всеобщей связи явлений природы, их взаимопереходов, их взаимообусловленности, особенно живой и неживой природы (сущность жизни и ее химизм, ее происхождение; физико-химические основы наследственности), проблемы междисциплинарных наук – биокибернетики, биохимии, биофизики, молекулярной биологии, бионики; б) движение Е. к сущности явлений, раздвижение ранее достигнутых пределов как в глубь материи (область микрочастиц и вообще атомного мира), так и в сторону макро- и мегапредметов (особенно макрокосмоса – околоземного и далее лежащего). Теория относительности, ядерная физика, учение об микрочастицах развиваются в этом направлении; г) взаимосвязь идей развития и единства природы, дающая возможность раскрывать в их взаимозависимости строение и генезис предметов природы (космогонические гипотезы в звездной и планетной астрономии, аналогичные гипотезы в исторической геологии, в биологии и палеонтологии; д) дальнейшее раскрытие действительных взаимодействий предметов природы (корпускулярно-волновой характер физических микрочастиц и античастиц; .отвлеченно-математические, в том числе кибернетические, и определенно-материальные стороны изучаемых явлений; динамических и статистических закономерностей, соответственно – случайности и необходимости, прерывности и непрерывности явлений природы); е) выявление качественных различий в природе, подобных различию между макро- и микрообъектами в физике; проблема скачка и образа его протекания, включая вопрос об антропогенезе; ж) выяснение соотношения между материей и сознанием и законов функционирования сознания – это затрагивает не только естествознание, в том числе зоопсихологию и учение о высшей нервной деятельности, но и такие науки, как логика, психология, кибернетика и ряд социальных наук; з) комплексное изучение законов развития самого естествознания, его места в жизни общества, строения естествознания, организации, управления и прогнозирования (науковедение) в связи естествознания с техникой и другими общественными установлениями.