Развитие естествознания в XVIII—XIX вв. Процесс теоретизации наук о природе

С середины XVIII в. естествознание стало все больше проникаться идеями эволюционного развития явлений природы. Значительную роль в этом сыграли труды М.В. Ломоносова, И. Канта, П.С. Лапласа, в которых развивалась гипотеза естественного происхождения Солнечной системы, в работах К.Ф. Вольфа, выдвинувшего идею развития в биологии, а также труды других ученых.

Великий русский ученый М.В. Ломоносов (1711—1765) удачно совмещал теоретические и экспериментальные исследования. Для него был характерен «метод философствования, опирающийся на атомы». За 48 лет до французского физика и химика А. Лавуазье (казненного в годы Великой Французской революции) М.В. Ломоносов экспериментально открыл и теоретически обосновал закон сохранения вещества, высказав при этом и идею закона сохранения движения. Он разрабатывал механическую теорию теплоты, объясняя ее вращательным движением корпускул (молекул), кинетическую теорию газа, волновую теорию света, исследовал грозовые электрические явления, природу северного сияния. Грозовые разряды он объяснял трением восходящих тепловых и нисходящих холодных потоков воздуха. Ломоносов доказал наличие атмосферы у Венеры. Изучая земные слои, он обосновывал оригинальные эволюционные идеи об образовании гор, руд, каменного угля, торфа, нефти, почв, янтаря. Ученый предполагал существование жизни на других планетах. Большое внимание энтузиаст науки уделял методологии познания, подчеркивая единство теории и опыта, необходимость их опоры друг на друга. Будучи страстным патриотом, он не щадил сил в отстаивании интересов России.

Традиция беззаветного служения Родине вообще характерна для выдающихся русских ученых - Н.И. Лобачевского, Н.И. Пирогова, Д.И. Менделеева, И.П. Павлова, Н.И. Вавилова, С.И. Вавилова, В.И. Вернадского, К.Э. Циолковского, С.П. Королева, И.В. Курчатова, М.В. Келдыша и многих других.

Вплоть до конца XIX в. на базе классической механики Галилея—Ньютона развивались все естественные науки. В XIX в. вслед за механикой теоретическими науками стали химия, термодинамика, учение об электричестве. Теоретизация химии связана в первую очередь с исследованиями англичанина Дж. Дальтона, сознательно положившего в основу теоретического объяснения химических изменений вещества атомистическую идею и придавшего этой идее вид конкретной научной гипотезы. Это стало началом химического этапа развития атомистики. В 1861 г. русский химик A.M. Бутлеров сформулировал основные положения теории химического строения молекул, а в 1869 г. Д.И. Менделеев открыл Периодический закон химических элементов. Он догадывался, что причины периодической зависимости элементов надо искать во внутреннем строении атомов. В 70-х годах Д.И Менделеев выдвинул гипотезу, что атом состоит из более мелких частей. Но потом, когда факты, свидетельствующие о разложимости атомов, стали накапливаться, он почему-то стал противником этой идеи. Вот пример противоречивости, непоследовательности развития научной мысли.

Другим примером сложности, многовариантности познания природы может служить факт противоположного отношения A.M. Бутлерова и Д.И. Менделеева к спиритическим опытам. Первый вполне доверял им, а второй из знакомства с ними сделал в 1876 г. четкий, бескомпромиссный вывод: «Спиритические явления происходят от бессознательных движений или от сознательного обмана, а спиритическое учение есть суеверие». Д.И. Менделееву было ясно, что в качестве духов выступают сами медиумы (организаторы, ведущие спиритических сеансов). В связи с этим он язвительно отмечал, что «духи» чрезвычайно вежливы: например, в присутствии дам они никогда не затрагивают вопросов о возрасте участников спиритических сеансов, что «духи» ограничены уровнем умственного развития медиумов и не могут сообщить ничего нового по сравнению с тем, что известно среднему медиуму.

Трудами большой группы ученых (Н. Карно, Ю.Р. Майера, Г. Гельмгольца, Р. Клаузиуса, У. Томсона, В. Нернста и других) были установлены основные законы (принципы, начала) термодинамики. Один из них — закон сохранения (и превращения, как добавил Ф. Энгельс) энергии — приобрел значение общенаучного закона. М. Фарадей и Дж.К. Максвелл заложили начало учения об электромагнитном поле. Для развития теоретического мышления в биологии важное значение имели клеточная теория Т. Шванна, М. Шлейдена, Я.Э. Пуркинье и эволюционное учение Ч. Дарвина. Биология XIX в. (вместе с геологией) ярко продемонстрировала значение эволюционных идей.

Выдающиеся заслуги в развитии биологии принадлежат русским ученым П.Ф. Горянинову (одному из создателей клеточной теории строения организмов), эволюционистам К.Ф. Рулье, А.Н. Бекетову и И.И. Мечникову. Основополагающие открытия в физиологии высшей нервной деятельности совершил И.М. Сеченов. Его учение о механизмах деятельности головного мозга было развито работами великого исследователя И.П. Павлова. И.М. Сеченов (1829—1905) доказал, что в основе психических явлений лежат физиологические процессы. Если Р. Декарт осознал рефлекторный характер непроизвольных движений, управляемых спинным мозгом, то И.М. Сеченов первым высказал идею о рефлекторном характере произвольных движений, управляемых головным мозгом. Продолжением этой идеи явилось открытие И.П. Павловым (1855—1935) условных рефлексов. И.М. Сеченов доказал, что раздражение определенных центров в головном мозгу тормозит деятельность центров спинного мозга. Благодаря И.М. Сеченову головной мозг стал предметом экспериментального исследования, а психические явления начали получать материалистическое объяснение в конкретной научной форме.

В начале XX в. в физике и естествознании в целом произошла вторая крупнейшая революция, приведшая к признанию релятивистской и квантовомеханической картины мира. Этому способствовали открытия: электромагнитных волн (Г. Герц), рентгеновских лучей (по имени первооткрывателя В. Рентгена), радиоактивности (А. Беккерель), радия (М. Кюри-Склодовская и П. Кюри), светового давления (П.Н. Лебедев), первых положений квантовой теории (М. Планк) и других явлений.