Тема 2. Историческое развитие естествознания до 20 века.

Рациональные знания первобытного человека. Первобытная медицина. Возникновение научных знаний. Первые цивилизации, письменность, понятие личности. Философские основы науки Древней Греции. Науки о природе. Аристотель. Возникновение медицины, как научной дисциплины. Гиппократ, Гален. Фундаментальные парадигмы естествознания. Развитие идеи поиска универсальных принципов, синтеза универсальных устойчивых категорий. Физика и космология Нового Времени: Коперник, Галилей, Ньютон, Кант. Развитие идеи изменчивости и необратимости, поиска противоречивых динамических начал эволюции: Ламарк и Дарвин. Парадигма Дарвина как генеральная линия эволюционного естествознания.

Рациональные знания первобытного человека. Первобытная медицина.

Накопление донаучных рациональных знаний о природе началось еще в первобытную эпоху. О жажде познания первобытных людей свидетельствуют археологические и этнографические данные. Духовный мир первобытного человека, первобытное сознание, т.е. сознание человека эпохи первобытной родовой общины, было двухуровневым: 1) уровень обыденного, повседневного, стихийно накапливающегося знания; 2) уровень мифотворчества (мифологии) как некоторой «дотеоретической» формы систематизации обыденного, повседневного знания. Однако основу его мира составляло его самое ближайшее окружение. Так, первобытный человек хорошо ориентировался в свойствах растений, особенно лечебных и токсических. На основе векового опыта народов были накоплены достаточно точные и обширные знания о лекарственных свойствах растений. Например, американские индейцы знали жаропонижающие, наркотические, психотропные средства, анестетики, а аборигены Австралии хорошо знали и употребляли в пищу свыше 200 видов растений, 40% которых использовалось еще и в лечебных целях. Первобытный человек хорошо знал анатомию человека. В далекой древности зародилась прамедицина, появились разнообразные средства лечения и самолечения, даже приемы примитивной хирургии: перевязка, лечение ран и переломов, вывихов, вплоть до хирургических операций на черепе.

Возникновение научных знаний. Первые цивилизации, письменность, понятие личности.

Первые цивилизации Древнего Востока начали складываться в Двуречье и в долине Нила в V тыс. до н.э. Человек древневосточных цивилизаций жил в мире, где самым теснейшим образом переплетались земное и божественное, мир людей и мир богов. По мнению людей того времени, множество богов постоянно вмешивается в повседневную жизнь людей и человек находится в их полной власти. Единственное, что может сделать человек, — научиться предвидеть божественные воздействия на него и защищаться от таких воздействий с помощью своих личных, семейных богов-защитников («личный бог») и сверхъестественных сил.

Становление производящего хозяйства (земледелия и скотоводства) стимулировало развитие биологических знаний. От системы биологических знаний постепенно отпочковывается медицина как относительно самостоятельная отрасль знаний и практических навыков. Глубинной основой этого процесса является изменение отношения к человеку. Сначала человек начинает осознавать свое кардинальное отличие от природных предметов и процессов. Впоследствии, человек осознает себя как самоценное существо, которое хотя и связано с коллективом (соседско-территориальной общиной, патриархальной семьей и др.), его традициями и ценностями, но уже имеет и свои индивидуальные ценности. Формируется индивидуальное самосознание и сопровождающие его смысложизненные ориентиры. Человек впервые сталкивается с проблемой смысла своего существования, поэтому поддержание жизни человека, его работоспособности приобретает особую ценность, значимость. Лекарь, врачеватель - это прежде всего знаток лечебных трав и народной медицины, целью которой является борьба со смертью. Развивается древнейшая традиция лечебного применения средств растительного происхождения (травы, цветы, плоды, кора деревьев и др.) и средств минерального и животного происхождения (жир, части организмов животных и др.). Появляются приемы санитарии и гигиены, физиотерапевтические процедуры, массаж, иглотерапия, диетика, разрабатываются новые хирургические приемы и соответственно металлические хирургические инструменты (скальпель, щипцы и др.). Совершенствуется акушерство — одна из первых медицинских специальностей. О разнообразии медицинских знаний в древности свидетельствует «папирус Эберса» (Др. Египет, 1500 лет до н.э.). Он представляет собой по сути медицинскую энциклопедию, которая содержит описание 877 болезней и их симптомов. Древнеиндийские медики открыли вакцинацию как способ борьбы с оспой. Еще в VIII в. до н.э. индийские хирурги владели техникой кесарева сечения, ампутации, извлечения почечных и желчных камней, заложили основания пластической хирургии. Во взаимодействии с древнеиндийской медициной возникла древнетибетская медицина, широко распространившаяся в странах буддийской культуры, накапливался уникальный опыт использования биологически активных веществ. Этот опыт изучается современной фармакологией. Наряду с народной медициной, лекарями — знатоками лекарственных трав, простейшей хирургии складывается и другой тип врачевателей — знахари-заклинатели, опиравшиеся на мифологические и магические процедуры. Эта ветвь древней медицины со временем трансформируется в храмовую медицину.

Философские основы науки Древней Греции. Науки о природе.

Непосредственно возникновение европейской науки принято связывать с милетской школой, названной так потому, что первые ученые Древней Греции были жителями города Милет, расположенного на территории полуострова Малая Азия. Представители милетской школы сформулировали исторически первую и наиболее фундаментальную проблему — проблему первоначала, из которого возникают все вещи и в которое со временем они превращаются. Представители милетской школы (Фалес, Анаксимандр, Анаксимен) были одновременно и первыми учеными-естествоиспытателями (фисиологами), и первыми философами. Естествознание начинается тогда, когда сознание человека поднимается до уровня выработки высокой абстракции (категории) субстанции, позволяющей сформулировать вопрос, существует ли за многообразием вещей некое единое начало. Или, другими словами, «что есть все?» В свою очередь вопрос о субстанции, первоначале мира стал возможен тогда, когда уровень мыслительного абстрагирования позволил сформулировать представление о процедуре обоснования знания. Формой такого представления стала идея математического доказательства. Эта идея - величайшее достижение древнегреческих мыслителей.

Еще один великий ученый Греции – 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 не только вскрывали логические трудности, присущие понятию бесконечности, но и подводили к обоснованию существования этих двух различных картин мира

Одной из вершин античной культуры являлось атомистическое учение Демокрита, основоположника античного материализма. 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).

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 представляют собой следствие из некоторых других событий, совершавшихся ранее.

Аристотель.

Один из важнейших итогов развития древнегреческой культуры - разработка первой естественно-научной картины мира. Она сложилась в результате синтеза следующих отраслей познания: философии (прежде всего, аристотелизма); математики; астрономии (космологии); учения о движении (механика). Ядром первой естественно-научной картины мира стало учение Аристотеля. Историческая заслуга Аристотеля перед естествознанием состоит и в том, что он стал основателем системы знаний о природе – физики. Центральное понятие аристотелевской физики – понятие движения. Аристотель разработал первую историческую форму учения о движении – механику.

В древнегреческой культуре развитие получила математика. Уже в V-IV вв. до н.э. в древнегреческой математике были разработаны геометрическая алгебра, теория делимости целых чисел и теория пропорций (Архит), метод «исчерпывания» Евдокса (как прообраз теории пределов), теория отношений Евдокса и др. Качественно новый этап в развитии математики связан с деятельностью александрийской математической школы. У ее истоков стоял великий математик древности, педагог и систематизатор математической науки Евклид. Универсальной ученостью отличался Эратосфен, у которого есть работы не только по математике, но и по астрономии, географии, истории, философии и филологии. Особенно известны его работы по определению размеров земного шара, по географии. В математике Эратосфен известен своими исследованиями целочисленных пропорций, открытием «решетки Эратосфена» (способ вьщеления простых чисел из любого конечного числа нечетных чисел, начиная с трех).

Достижения в развитии биологических знаний в античности не были столь выдающимися, как в астрономии и математике, но тем не менее значительный прогресс здесь 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.

Аристотель 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 животных, делая при этом выводы и об анатомическом строении человека; он изучил около 500 видов животных, описал их внешний вид и, где мог, - 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 были утеряны.

Возникновение медицины, как научной дисциплины. Гиппократ, Гален.

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 и его ученики считали, что медицина должна основываться не на умозрительных схемах и предположениях или фантазиях, а на скрупулезном, тщательном (эмпирическом) наблюдении и изучении больного, на накоплении и обобщении медицинского опыта. Один из теоретических принципов Гиппократова учения - единство жизни как процесса. Согласно этому учению, 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 т.п.

Завершителем античной биолого-медицинской традиции был Клавдий Гален. Он родился в Пергаме, в семье архитектора, изучал философию и медицину, с 162 г. жил в Риме. 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 идеях Свода Гиппократа. Гален детально изучал центральную и периферическую нервные системы, искал связь спинномозговых нервов с процессами дыхания и сердцебиения, описал анатомическое строение сердца. Гален закладывал предпосылки научного экспериментального метода в биологии и физиологии, хотя закономерности работы сердца и кровообращения остались им так и не разгаданными. Он считал, что кровь может переходить через перегородку сердца из правой части в левую, минуя круги кровообращения и периферические сосуды. Гален не знал кругового движения крови. 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.

Фундаментальные парадигмы естествознания. Развитие идеи поиска универсальных принципов, синтеза универсальных устойчивых категорий.

С XVI в. характер научного прогресса от количественных изменений переходит к качественными изменениям. Наука выходит на новый уровень знаний в результате меняющегося видения мира. Наука проходит через переломные этапы, получившие название научных революций. Научная революция эпохи Возрождения характеризовалась возвращением культурных ценностей античности, расцветом искусства, утверждением идей гуманизма.

Физика и космология Нового Времени: Коперник, Галилей, Ньютон, Кант.

В науке существенным прогрессом стало появление гелиоцентрического учения великого польского астронома Николая Коперника (1473-1543 гг.) В своем труде «Об обращениях небесных сфер» Коперник утверждал что Земля не является центром мироздания.

На основе большого числа астрономических наблюдений и расчетов Коперник создал новую гелиоцентрическую систему мира, что и являлось первой в истории человечества научной революцией. Земля - одна из планет, движущихся вокруг Солнца по круговым орбитам. Совершая обращение вокруг Солнца, Земля одновременно вращается и вокруг собственной оси, чем и объясняется смена дня и ночи, видимое нами движение звездного неба. Коперник высказал мысль о движении как естественном свойстве небесных и земных объектов, подчиненном общим закономерностям единой механики. Этим было разрушено догматизированое представление Аристотеля о неподвижном «перводвигателе», приводящем в движении Вселенную.

Эпоха получившая название «Нового времени», охватывает три столетия - XVII, XVIII и XIX века. В этом периоде основную роль сыграл XVII век - век рождения современной науки, у истоков которой стояли такие выдающиеся ученые, как Галилей и Ньютон.

Галилео Галилей заложил основы нового механического естествознания. До него в науке движение понимали по принципу, заложенному Аристотелем: тело движется только при наличии внешнего воздействия на него, и если оно прекращается, то прекращается и движение. Галилей показал, что это ошибочный принцип, и сформулировал совершенно иной принцип инерции: тело либо находится в состоянии покоя, либо движется, не изменяя направления и скорости своего движения, если на него не производится какое-либо внешнее воздействие. Большое значение для становления механики как науки имело исследование Галилеем свободного падения тел. Он установил, что скорость свободного падения тел не зависит от их массы (как думал Аристотель), а пройденный падающим телом путь пропорционален квадрату времени падения. Он открыл, что траектория брошенного тела является параболой. Галилей внес вклад в разработку учения о сопротивлении материалов. Он выработал условие дальнейшего прогресса естествознания, начавшегося в эпоху Нового времени.

Научная революция XVII века завершилась творчеством одного из величайших ученых в истории человечества, каким был Исаак Ньютон (1643-1727 гг.) - создатель дифференцированного и интегрального исчисления, произвел астрономические наблюдения, внес большой вклад в развитие оптики, но самым главным научным достижением Ньютона было завершение дела Галилея по созданию классической механики.

В науке началось господство механических представлений о мире. Ньютон сформулировал три основных закона движения, которые легли в основу механики как науки и дополнили систему законов движения открытием закона всемирного тяготения - универсального закона природы. Это являлось основой для создания науки, изучающей движение тел Солнечной системы.

Ньютон предложил миру научно-исследовательскую программу, которая стала ведущей в Англии и Европе. Он назвал ее «Экспериментальной философией», (Труд «Математические начала натуральной философии», 1687 г.).

Суть научной революции второй половины XVIII-XIX веков заключалась в процессе стихийной диалектизации естествознания (метафизический метод, при котором объекты и явления рассматривались без взаимосвязи с другими и считались неизменимыми во времени, сменился диалектическим). Диалектика предполагает изучение объектов, явлений со всем богатством их взаимосвязи с учетом их изменения и развития.

Начало этому процессу положила работа немецкого ученого и философа Иммануила Канта (1724-1804 гг.) «Всеобщая естественная история и теория неба» (1755 г.). В этом труде он сделал попытку объяснить происхождение Солнечной системы. По гипотезе Канта, Солнце, планеты и их спутники возникли из первоначальной бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполняющей мировое пространство. Процесс возникновения Солнечной системы он объяснил действием сил притяжения на частицы материи. Его космическая гипотеза изменила метафизический взгляд на мир. Независимо от Канта французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749-1827 гг.) высказал идеи, дополнившие космогоническое учение Канта, и их гипотезы столетия просуществовали в науке как космологическая гипотеза Канта-Лапласа.

Развитие идеи изменчивости и необратимости, поиска противоречивых динамических начал эволюции: Ламарк.

Ж.Б. Ламарк, ботаник при Королевском ботаническом саде, первый предложил развернутую концепцию эволюции органического мира. Базой ламарковской концепции эволюции послужили следующие важные фактические обстоятельства: наличие в систематике разновидностей, которые занимают промежуточное положение между двумя видами; изменение видовых форм при переходе их в иные экологические и географические условия; трудности классификации близких видов и наличие в природе большого количества так называемых сомнительных видов, факты гибридизации, и особенно отдаленной, в том числе и межвидовой; обнаружение ископаемых форм; изменения, претерпеваемые животными при их одомашнивании, а растениями при их окультуривании, и др. Если до Ламарка господствовало представление о том, что среда — это либо вредный для организма фактор, либо, в лучшем случае, нейтральный, то благодаря Ламарку среду стали понимать как условие эволюции органических форм. Творчески синтезируя все эти эмпирические и теоретические компоненты, Ламарк сформулировал гипотезу эволюции, базирующуюся на следующих принципах:

- принцип градации (стремление к совершенству, к повышению организации);

- принцип прямого приспособления к условиям внешней среды, который, в свою очередь, кош ретизировался в двух законах:

во-первых, изменения органов под влиянием продолжительного упражнения (неупражнения) сообразно новым потребностям и привычкам;

во-вторых, наследования таких приобретенных изменений новым поколением.

Согласно этой теории, современные виды живых существ произошли от ранее живших путем приспособления, обусловленного их стремлением лучше гармонизировать с окружающей средой.

Парадигма Дарвина как генеральная линия эволюционного естествознания.

В 1859 году вышел главный труд Чарльза Дарвина «Происхождение видов в результате естественного отбора». В нем он изучил факты и причины биологической эволюции, утверждая, что вне саморазвития органический мир не существует. Дарвин разграничивает два вида изменчивости - определенная и неопределенная.

Определенная изменчивость (в современной терминологии — адаптивная модификация) – способность всех особей одного и того же вида в определенных условиях внешней среды одинаковым образом реагировать на эти условия (климат, пищу и др.). По современным представлениям, адаптивные модификации не наследуются и потому не могут поставлять материал для органической эволюции. (Дарвин допускал, что определенная изменчивость в некоторых исключительных случаях может такой материал поставлять.)

Неопределенная изменчивость (в современной терминологии -мутация) предполагает существование изменений в организме, которые происходят в самых различных направлениях. Неопределенная изменчивость в отличие от определенной носит наследственный характер, и незначительные отличия в первом поколении усиливаются в последующих. Неопределенная изменчивость тоже связана с изменениями окружающей среды, но уже не непосредственно, что характерно для адаптивных модификаций, а опосредованно. Дарвин подчеркивал, что решающую роль в эволюции играют именно неопределенные изменения.

Кроме того, в цепь наследственность – изменчивость Дарвин вводил два посредствующих звена.

Первое звено связано с понятием «борьба за существование». Оно отражает то обстоятельство, что каждый вид производит больше особей, чем их выживает до взрослого состояния; среднее количество взрослых особей находится примерно на одном уровне; каждая особь в течение своей жизнедеятельности вступает в множество отношений с биотическими и абиотическими факторами среды (отношения между организмами в популяции, между популяциями в биогеоценозах, с абиотическими факторами среды и др.).

Второе посредствующее звено, отличающее теорию эволюции Дарвина от ламаркизма, состоит в представлении о естественном отборе как механизме, который позволяет выбраковывать ненужные формы и образовывать новые виды. Борьба за существование неизбежно приводит к гибели определенного числа особей в каждом поколении и выборочному участию особей в размножении. В результате размножаются наиболее приспособленные особи каждого вида, передающие из поколения в поколение новые

Таким образом, дарвиновская теории эволюции опирается на следующие принципы:

- борьбы за существование;

- наследственности и изменчивости;

- естественного отбора.

Эти принципы являются краеугольным основанием научной биологии.

Э. Геккель называл Дарвина «Ньютоном органического мира». Символично, что в Вестминстерском аббатстве Дарвин похоронен рядом с И. Ньютоном.

 

Вопросы к семинару 1:

1. Опытные знания первобытного человека.

2. Медицинские практики первобытных народов.

3. Начала наук в древних цивилизациях Востока.

4. Основания естествознания в учениях философов Древней Греции.

5. Картина мира Аристотеля.

6. Развитие медицинских наук в античности.

 

Вопросы к семинару 2:

1. Раннее христианство и наука.

2. Естественно-научная установка в эпоху Возрождения.

3. Развитие космологии в учениях Коперника, Галилея, Ньютона и Канта.

4. Биологическая теория Ламарка.

5. Дарвинизм в системе научного знания 19 века.

 

Дополнительная литература:

Дарвин Ч. Происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь. Санкт-Петербург: Наука, 1991.

История биологии. С древнейших времен до начала XX века. М., 1972.

Свасьян К. Становление европейской науки. 2002.