 |
Идея развития и ее внедрение в науку
|
|
|
|
Идея развития и ее внедрение в науку
Беседа 13 (утренняя)
ВЕРА В НЕИЗМЕННОСТЬ И ЕЕ КРУШЕНИЕ
Отец. Просыпайся, мой юный спутник. Наш привал кончается, и скоро нам придется двинуться в путь. А пока мы можем с тобой побеседовать и о том, что такое привал. Ведь это — остановка, покой, а покой — это только как бы составная часть движения. Поэтому покой всегда надо рассматривать по отношению к чему-либо: в самолете ты сидишь в покое, значит, относительно самолета ты не движешься, а вместе с ним движешься относительно Земли.
Сын. А мы все, живущие на Земле, движемся вместе с Землей относительно Солнца?
Отец. Да, и установление этого факта положило начало первой научной революции: рушилась вера в то, что видимость (то есть то, что нам кажется) и есть сама действительность. Оказалось, же правильным то, что как раз обратно видимости. И вот после того, как люди нашли, что не Солнце движется вокруг Земли, а Земля — вокруг Солнца, они решили, что они достигли полного знания, что дальше идти уже некуда. По их мнению, испокон веков, с самого начала мира, Земля стала вращаться вокруг Солнца и будет так вращаться до скончания веков. Это означало признание, что Солнечная система со всеми ее телами неизменна, и то, как иногда говорят консервативно думающие люди, «ничто не ново под Луной».
Сын. Но откуда же тогда все взялось? Весь окружающий нас мир, и мы сами? Свалились, что ли, с неба в готовом виде?
Отец. Да, примерно так представляет дело метафизик, отрицающий развитие в природе, признающий вечность и неизменность всех тел и явлений природы. Когда Ньютон ввел понятие всемирного тяготения между всеми телами во Вселенной, то это было громадным шагом вперед в познании многих мировых процессов. Далее он разложил движение планет вокруг Солнца на два составляющих движения, построив свой параллелограмм сил: одна сила действует по прямой, соединяющей центры двух небесных тел (по нормали), другая действует по касательной к кривой, которую описывает планета, двигаясь вокруг Солнца (по тангенциальному направлению, словно она получила сильный толчок сбоку). Представь себе камень, привязанный к веревке. Другой ее конец ты держишь в руках. Если камню сообщить сильный боковой толчок, он будет кружиться на веревке вокруг твоей руки. Ньютон и считал, что сила, действующая между небесными телами по нормали, дана как сила всемирного тяготения. Чтобы представить теперь Солнечную систему функционирующей, надо допустить, что кто-то сообщил всем планетам боковые толчки в тангенциальном направлении. Кто же мог это сделать? Ньютон был верующим ученым, и он ответил: бог сообщил планетам первоначальный толчок, и они задвигались. Так был, дескать, сотворен мир, который с тех пор остается неизменным и таким останется до конца света. Это была метафизика, и она логически вела к признанию бога- творца, так как после этого иным путем ответить на вопрос, откуда взялся существующий вокруг нас мир, было уже невозможно.
|
|
|
Сын. Но ведь, кроме Солнечной системы с ее телами, существует земная кора и ее поверхность, а на ней живые существа — растения, животные и мы, люди. Неужели метафизика признавала и все это тоже совершенно неизменным?
Отец. Движение и изменение признавались, но как совершающиеся в одном и том же вечно повторяющемся круге. Конечно, растение возникает из семечка, животное и человек — из зародышей, потом они растут, зреют и умирают. Но все, мол, качественно различные виды растений и животных сохраняются неизменными. Такими они, дескать, были однажды созданы богом, такими же они и останутся до скончания веков. Так учила метафизика. Как видим, и здесь она логически вела к признанию бога-творца (к учению о боге, к теологии).
|
|
|
Сын. А химические вещества? А силы природы? А земная кора с ее горными хребтами и океанами? Они тоже считались вечными и неизменными?
Отец. Да, и это тоже все. Движение признавалось, но лишь с постоянным возвратом к тому, что уже бесчисленное множество раз появлялось вновь и вновь исчезало. Химические элементы с их атомами считались вечными, неразрушимыми… В основе такой картины мира лежало представление о качестве как о чем-то неизменном и изолированном от других качеств. Именно неизменность качеств, их взаимная обособленность, возведение между ними абсолютно непереходимых граней, перегородок — вот что было характерно для метафизики того периода. Именно подобная метафизика качеств и не давала возможности по-научному ответить, откуда же взялись все эти качественно различные тела, от атома и ничтожнейшей песчинки до громаднейших небесных тел и систем тел, от клеточки до человека. Абсолютизация качественных различий, превращение качеств в нечто вечное и абсолютно неизменное и породили слепую веру в полную и абсолютную неизменность природы. Это была твердая и непоколебимая вера, которая сложилась в первой половине XVIII века и просуществовала почти до второй трети XIX века.
Сын. И она была потом разрушена?
Отец. Да, была разрушена на протяжении более чем ста лет. Первый серьезный удар по этой вере в неизменность всего существующего нанес немецкий философ Иммануил Кант в 1755 году. Он выдвинул новую космогоническую гипотезу, согласно которой наша Солнечная система не была создана однажды путем божественного творения, а возникла исторически из более простого состояния материи — из раскаленного туманного шара (первоначальной туманности). Этот шар вращался, и его материя стала уплотняться. В центре образовалось Солнце, на периферии — планеты. Пресловутый «первый божественный толчок», который якобы был некогда сообщен планетам и привел их в движение, был устранен. Было признано, что Солнечная система, Солнце и все планеты имеют свою историю, а значит, и наша Земля тоже. Так начался второй цикл научных революций, и начался он опять-таки в области астрономии: за 200 лет перед тем гелиоцентрическое учение Коперника нанесло первый удар по вере в видимость. Теперь космогоническая гипотеза Канта нанесла первый удар по вере в неизменность природы. В дальнейшем, как мы с тобой увидим, оба типа революций сливались нередко вместе, сопровождая одна другую. Так было в физике. Так было и в биологии. Но теперь на первый план в этой новой революции выдвинулось разрушение веры в абсолютно неизменные и абсолютно разобщенные вещи и явления природы. Если в XVIII веке диалектика с ее идеей всеобщего изменения и развития только еще начинала вступать в науку о природе, то уже в первой половине XIX века она получила сюда широкий доступ. В самом начале XIX века благодаря открытиям Дальтона была создана химическая атомистика, которая доказала приложимость законов неорганических веществ к органическим веществам. В результате этого была разрушена многовековая преграда, разрывавшая природу на мертвое (минеральное) царство и на два живых (растительное и животное) царства. Теперь все вещества можно было рассматривать как возникшие из одних и тех же химических элементов по одним и тем же химическим законам. В 1828 году немецкий химик Фридрих Велер впервые получил искусственным путем органического соединения (мочевину) из неорганического. Органическая химия быстро двинулась вперед. К 1809 году Ламарк провозгласил идеи эволюции в живой природе и нанес удар по учению о вечности и неизменности органических видов. Но он выразил эту идею еще очень несовершенно и упрощенно, склоняясь к механицизму, то есть к тому, что в эволюции совершаются лишь постепенные, количественные изменения, не приводящие будто бы к коренным качественным изменениям. Кроме того, в учении Ламарка, как мы с тобой уже говорили, была сильна еще вера в видимость, которую сумел разрушить только Дарвин. Тем не менее уже Ламарк начал подрывать веру метафизиков в неизменность живой природы, в сотворение якобы вечных видов животных и растений богом. Но против Ламарка выступил в 1812 году другой французский ученый — Жорж Кювье, который стоял на позиции учения об абсолютных качествах и отрицал эволюционный взгляд на природу. Он учил, что на поверхности Земли периодически совершались катастрофы, подобные библейской легенде о всемирном потопе. Во время таких катастроф якобы погибало все живое и богу приходилось каждый раз заново творить, но уже какие- то другие растения и животных. Отрицая эволюцию, Кювье изображал скачки в природе как внезапные, ничем не подготовленные и необъяснимые взрывы, которые считал «революциями». В действительности же, как выразился Энгельс, его теория была революционной только на словах и реакционной на деле, так как вся она была пропитана метафизикой и теологией. Метафизика к тому времени уже пришла в непримиримое противоречие с прогрессом науки, тогда как теология была всегда враждебна науке. Но особенно большое значение имело создание клеточной теории в биологии немецкими учеными Якобом Шлейденом и Теодором Шваииом в конце 30-х годов XIX века. Эта теория показала единство обоих царств живой природы — растительного и животного, общность строения растений и животных, а значит, и общность их происхождения. Оказалось, что все сколь угодно сложные живые существа развиваются каждое из одной-единственной клетки. Так, уже к началу 40-х годов прошлого века второй цикл научных революций, вводивших в естествознание идею изменчивости и развития, развернулся полным ходом. Теперь очередь настала за физикой.
|
|
|
|
|
|
Сын. Я уже догадываюсь, что в физике должна была рухнуть вера в неизменные, вечные силы природы, которые изображались в виде каких-то фантастических невесомых материй. Ведь это же была чистейшая метафизика?
Отец. Ты угадал, мой друг. Но именно в физике слились две революции вместе: одна, при которой рушилась вера в неизменность, другая, когда рушилась вера в видимость. Невесомые флюиды, подобные теплороду, понимались как вечные и неизменные, овеществленные силы природы. Ученые думали, что в каждом теле есть некоторое ограниченное количество теплорода. Когда тело трут или ударяют по нему, оно разогревается. Это объяснили тем, что из него выдавливается скрытый в нем теплород. То же происходит будто бы и при сильном потираний рук, когда хотят согреться: из рук якобы выдавливается теплород. Такое умозаключение явилось следствием веры в видимость. Мы видим, как тело ударяли, и оно разогрелось, а в кузнице железо можно этим путем накалить докрасна. Значит, мы делаем вывод, что видимое нами и есть сама действительность, что будто бы в телах содержится теплород и мы его просто выжимаем из них, как выжимаем воду из мокрой одежды. Ведь гораздо легче и проще было принять теплород за такого рода «жидкость», нежели отыскать истинную причину того, откуда берется теплота, когда трут руки или бьют молотом по наковальне. Другими словами, и здесь невидимую причину было отыскать куда труднее, чем принять видимое за действительность. Следствие принято за мнимую причину явлений, так как оно прямо бросается в глаза. Но вот еще в начале XIX века Бенджамин Румфорд наблюдал процесс сверления пушек и обнаружил, что тепло выделяется в неограниченном количестве: чем сильнее и дольше пушку сверлят, тем больше тепла выделяется. Откуда же это тепло бралось? Оно не могло содержаться заранее в теле в готовом виде, то есть в виде теплорода, так как его выделялось неограниченно много, но если бы теплород действительно существовал, то он мог бы быть в любом теле только в ограниченном количестве, подобно тому как в наш котелок входит только определенный объем воды, заполняя его до краев. В таком случае откуда могло взяться тепло? Очевидно, из механического движения (благодаря ударам или трению), которое должно было переходить, превратиться в тепло. Уже Бой ль в XVII веке рассматривал тепло как движение частиц (корпускул). Ломоносов в XVIII веке уже прямо утверждал, что при ударе молота о наковальню видимое движение большого тела переходит в невидимое на глаз движение мельчайших частиц, из которых тело состоит. Значит, никакого теплорода не существует.
|
|
|
Сын. Почему же так долго просуществовало это ложное учение о теплороде?
Отец. Было много для этого причин. Главная в том, что тогда еще не назрела коренная ломка метафизического взгляда на природу, и путь для диалектики с ее идеей развития еще не был проложен. Вспомни, что лишь в начале второй половины XVIII века была пробита пока еще только первая брешь в старом, окаменелом взгляде на мир, что сделал Кант своей космогонической гипотезой. Поэтому учение о теплороде еще удерживалось, поскольку оно вполне гармонировало с этим старым, метафизическим мировоззрением. Более того, оно и возникло-то как раз в то время, когда создавалась гипотеза Канта. Тогда Блэк заметил, что при плавлении льда поступающее извне тепло не вызывает повышения температуры, а поглощается тающим льдом. Напротив, при замерзании жидкой воды это же тепло выделяется обратно в том же количестве. Блэк назвал это тепло скрытой теплотой плавления и объяснил это тем, что в данном случае теплород приходит в какое-то очень тесное соединение с частицами воды, подобное химическому соединению. Конечно, немалую роль играло и то обстоятельство, что в физике в отличие от химии не так легко и другими путями изживалась метафизика абсолютных качеств. Все это привело к тому, что учение о теплороде просуществовало так долго — до начала 40-х годов, когда оно наконец рухнуло, сменившись механической теорией теплоты. Эта теория признавала, что механическое движение может переходить в тепло, как это происходит при трении (так люди и научились получать огонь), и обратно, тепло может переходить в механическое движение, что видно в паровой машине. Но только этот обратный переход тепла в механическое движение происходит в ограниченных масштабах, и это ограничение впервые изучил французский инженер-ученый Сади Карно в конце 20-х годов XIX века. В итоге две до тех пор разорванные между собой силы (формы движения) оказались вазимосвязанными и способными переходить друг в друга. Это была предпосылка к тому, чтобы все другие силы природы рассматривать не как разорванные между собой, а как переходящие друг в Друга.
Сын. И электричество? И свет? И химизм тоже?
Отец. Да, все эти физические и химические силы оказались лишь различными видами одного и того же, по существу, движения.
Сын. А почему одного и того же? Как это было найдено?
Отец. Уже в основе механической теории теплоты лежало признание, что определенное количество работы, которое совершает механическое движение (427 кг/м, равное работе при поднятии груза в 427 кг на высоту одного метра), равно по своему действию одной большой калории тепла (то есть теплу, которое нагревает один килограмм воды на один градус Цельсия при определенных условиях). Обратно, одна большая калория, если тепло превращается в механическое движение, может произвести работу, равную 427 кг/м. Значит, заключили физики, движение сохраняется при его превращении из видимого (механического) в невидимое (тепловое, в данном случае — в движение молекул нагреваемого тела). Потом оказалось, что такие же соотношения существуют и для других сил природы или, лучше сказать, для других видов движения: электрического, лучистого, химического.
Сын. Значит, тут выступила мера движения?
Отец. Совершенно верно. Речь шла о том, что все качественно различные виды движения имели каждый свою особую, только ему присущую количественную определенность. Вот в химии, как ты помнишь, атом углерода с атомным весом 12 соединяется с атомом кислорода, имеющим атомный вес 16. Значения 12 и 16 эквивалентны друг другу, так как в таких именно весовых отношениях углерод соединяется с кислородом. Величины 12 и 16 суть в данном случае качественные количества. В физике несколько по-иному, но такое же, в сущности, отношение качественных количеств, или эквивалентов: 427 кг/м механического движения превращаются в одну большую калорию тепла, то есть эквивалентны одной большой калории тепла. То же и для других видов движения. Отсюда следовал вывод, что движение все время сохраняется, переходя из одного своего вида в другой, из одной формы в другую. Так был открыт в 1842–1845 годах немецким ученым Робертом Майером великий физический закон природы — закон сохранения и превращения энергии.
Сын. Ты сказал: энергии. Это то же самое, что и движение?
Отец. Сначала говорили о сохранении и превращении сил природы. Но понятие «силы» здесь явно было неподходящим, устарелым. Поэтому ученые стали пользоваться другим понятием — «энергия», которое означало, что при всех своих качественных превращениях движение количественно сохраняется, не творится и не уничтожается, а остается количественно постоянным. Значит, в понятии энергии были слиты, соединены обе определенности вещей и явлений: количественная (сохраняемость движения) и качественная (способность его превращения по своей форме). Но, как ты знаешь, единство качества и количества есть мера. Поэтому энергия есть мера движения, причем мера его неорганических форм — от механической до химической.
Сын. Почему же ты сказал сейчас: от и до?
Отец. Потому только, что механическое движение считалось тогда самым простым, а химическое — самым сложным из неорганических его форм, сложнее физических его форм (теплового, лучистого и других). Поэтому здесь получалось как бы восхождение от простого к сложному, от низшего к высшему. Это означает, что открытие закона сохранения и превращения энергии открывало двери в физике для проникновения сюда идеала развития: в природе развивается само движение, восходя от своих простейших, низших форм ко все более и более сложным, и высшим, сохраняясь при этом все время, не создаваясь из ничего и не исчезая, не превращаясь в ничто.
Сын. И значит, здесь же происходят свои скачки, свои переходы количества в качество?
Отец. А то как же. Ведь только достигая определенной степени напряжения (интенсивности), физическое движение (одно качество) переходит в химическое (другое качество). Вот ты только что зажигал потухший было костер. А как ты это сделал? Ты взял спичку и потер ее головку о шероховатую боковую поверхность спичечного коробка. Но ты сделал это слабо, и головка только слегка нагрелась. Определенное количество механической формы движения перешло в другое качество (тепло). Но ты хочешь зажечь спичку и стал тереть ее сильнее. Теплота, полученная из механического движения (из трения), повысила температуру головки спички до нужного предела, и головка вспыхнула, зажглась. Это значит, что на этой ступени количественных изменений количество (физической формы движения) перешло в более высокое качество (химическую форму движения), так как горение ведь и есть химический процесс. Ты увидел свет, огонь, а это значит, что наряду с химическим движением здесь возникла и лучистая форма движения. Вот видишь, какая глубокая диалектика скрыта в простом зажигании спички, если на это взглянуть философски.
Сын. Но ведь здесь получается та самая узловая линия отношения меры, о которой ты мне говорил!
Отец. Вот видишь, ты уже сам доходишь до смысла того, о чем мы беседуем, и раньше, чем я успеваю это тебе разъяснить. Действительно, тут мера одного вида движения (химического), так что превращение видов или форм движения в природе совершается в порядке качественных переходов в рамках общей узловой линии отношений этих мер между собой. А это и есть процесс развития, совершающийся в неорганической природе.
Сын. А как же с живой природой?
|
|
|
