Предпосылки трех великих открытий. Энгельс первый вскрыл истинное содержание великих естественнонаучных открытий его времени и с поразительной четкостью наметил пути развития естествознания на многие десятилетия вперед. Энгельс показал также, в каком отношении находилось современное ему естествознание с естествознанием предшествующего периода.

Критикуя метод метафизики, Энгельс раскрывает его исторические корни. В начале своего развития естественные науки должны были накопить большое количество фактического материала, затем привести его в известную систему, разбить на классы, роды, виды. Но для того, чтобы описывать и классифицировать предметы, их приходилось рассматривать изолированно друг от друга, не в движении, а в покое, отвлекаясь от их многообразных связей.

Метод рассмотрения предметов и явлений природы в изолированном виде привел к тому, что природа в глазах естествоиспытателей перестала существовать как единое, связное, целое; она распалась на отдельные, не зависимые между собой «царства»: животное, растительное, минеральное; каждое из них в свою очередь делилось на отдельные, не связанные между собой области. Границы между ними мыслились резкими, неизменными, установленными навечно.

Ученые считали, что в области неорганической природы действуют всегда одни и те же неизменные «силы» или «невесомые жидкости». Все тепловые явления объяснялись наличием особого вещества — теплорода; если, скажем, тело нагревалось от трения, то говорили, что выдавливается скрытый в теле теплород. Для объяснения химических явлений был придуман флогистон.

Неизменностью «сил» объяснялась неизменность Земли и всей Вселенной. Например, считалось, что сила всемирного тяготения удерживает звезды в неподвижном состоянии и что планеты вращаются вокруг Солнца всегда но одним и тем же орбитам.

Органической природе приписывалось подобное же постоянство. Неизменным мыслилось число видов животных и растений; все они, однажды появившись, должны были остаться такими до скончания веков.

Естественно, возникал вопрос: откуда же взялись различные «силы» природы, все разнообразие живых существ? На этот вопрос метафизическое мировоззрение не давало научного ответа. Оставалось допустить вмешательство творца, бога. Бог дал «первоначальный толчок» планетам, чтобы они могли вращаться вокруг Солнца, говорили астрономы. Бог создал все виды животных и растений, утверждали биологи. Акты «божественного творения» логически вытекали из самого метода мышления естествоиспытателей того времени.

Метафизики оставляли без научного ответа и другой вопрос: почему живые организмы так совершенны? Почему они так умно, целесообразно приспособлены к окружающей их среде?

«Высшая обобщающая мысль, до которой поднялось естествознание рассматриваемого периода, это — мысль о целесообразности установленных в природе порядков, плоская вольфовская телеология, согласно которой кошки были созданы для того, чтобы пожирать мышей, мыши, чтобы быть пожираемыми кошками, а вся природа, чтобы доказывать мудрость творца» 20. Так метафизическое мировоззрение, расчленяя и омертвляя природу, лишая ее внутренней связи и переходов, развития и движения, питало тем самым идеализм и религию. Переход от метафизического взгляда на природу к диалектическому происходил медленно. Серьезный удар по метафизике нанес Кант. В 1755 г. он опубликовал сочинение под заглавием: «Общая естественная история и теория неба, или Опыт об устройстве и механическом происхождении всего мироздания на основании ньютоновских законов». Кант обратил внимание на то, что известные в то время планеты и их спутники движутся в ту же сторону, в которую вращается и само Солнце, и что их орбиты находятся в одной плоскости с плоскостью солнечного экватора. На основе этого он выдвинул гипотезу, что когда-то раньше вещество Солнца и планет составляло единую массу, так называемую первоначальную туманность.

Туманность эта, подобно газу, представляла, по Канту, материю в состоянии крайней разреженности. Между частицами материи действуют силы притяжения, подчиняющиеся закону всемирного тяготения; но одновременно между ними, как и во всяком газе, действуют и противоположные силы, силы отталкивания.

В результате борьбы противоположных сил первоначальная газообразная масса пришла во вращательное движение; она уплотнилась и образовала центральное тело — Солнце; планеты же образуются из тех частиц, которые носятся вдали от центра, но так, что совершают вокруг него правильное кольцевое движение. «...Поэтому составленные из них массы будут продолжать эти самые двио/сения, с тою же самою скоростью, по тому же самому направлению» 21.

Таким образом, возникновение солнечной системы шло, по Канту, через борьбу притяжения и отталкивания, в силу заложенного внутри самой материи противоречия. Происхождение Вселенной было объяснено материалистически, Научно.

Так, в противовес идее абсолютной неизменности природы, была обоснована на естественнонаучном материале Идея развития.

«Ведь в открытии Канта заключалась отправная точка всего дальнейшего движения вперед,— указывает Энгельс.— Если Земля была чем-то ставшим, то чем-то ставшим должны были быть также ее теперешнее геологическое, географическое, климатическое состояние, ее растения и животные, и она должна была иметь историю не только в пространстве... но и во времени...» 22

Последняя четверть XVIII в. ознаменовалась революцией в химии, когда была свергнута теория флогистона.

В 1803 г. Дальтон создал химическую атомистику. Каждый элемент представляет, по Дальтону, совокупность атомов, совершенно одинаковых между собой и обладающих строго определенным атомным весом. Благодаря атомистике Дальтона в химию стала проникать идея всеобщей связи и развития. Теория химического строения Бутлерова (1861) показала внутреннее единство всех органических соединений. Периодический закон Менделеева (1869) связал воедино химические элементы. Берцелиус доказал, что закон кратных отношений применим и к органическим веществам, которые до того времени рассматривались как совершенно отличные, обособленные от веществ мертвой природы. Виталистическому взгляду на природу был нанесен сильный удар, когда Велер (1828) получил первое органическое соединение — мочевину — непосредственно из неорганических продуктов.

«Благодаря получению неорганическим путем таких химических соединений, которые до того времени порождались только в живом организме, было доказано, что законы химии имеют ту же силу для органических тел, как и для неорганических, и была заполнена значительная часть той якобы навеки непреодолимой пропасти между неорганической и органической природой, которую признавал еще Кант» 23.

Вслед за космогонией и химией идея развития стала проникать и в науку о Земле. Было установлено существование геологических слоев, которые располагаются в определенном закономерном порядке один над другим; такое расположение геологических слоев свидетельствует, что образовались они не одновременно, а последовательно, один после другого. Теория Ляйеля (1833) представила историю земной коры как единый связный процесс. Этому же способствовала палеонтология, изучающая вымершие организмы, остатки которых сохранились в различных геологических слоях. «Надо было решиться признать, что историю во времени имеет не только Земля, взятая в общем и целом, но и ее теперешняя поверхность и живущие на ней растения и животные» 24.

Особенно близко к установлению единства сил природы подошел Фарадей, доказавший превращение магнетизма в электричество и установивший «идентичность электричеств, получаемых из различных источников». Фарадей открыл закон, связывающий электрические явления с химическими. Закон этот гласит: «Химическая сила электрического тока прямо пропорциональна абсолютному количеству прошедшего электричества»25.

Все эти открытия, подрывая метафизическое мировоззрение и пробивая в нем все новые и новые бреши, не могли, однако, сломить его окончательно. Силен был консерватизм мышления естествоиспытателей, сильна была их привязанность к метафизике. Окончательно метафизика могла быть сокрушена только после того, как в биологии и физике во второй трети XIX в. произошли три великих открытия, утвердившие здесь идею всеобщей связи и развития. Эти открытия были теснейшим образом связаны с практикой того времени — с развитием промышленной техники (использующей различные формы энергии), с развитием сельского хозяйства (заинтересованного в улучшении пород домашних животных и культурных растений), с развитием медицины. Их философское значение состояло в том, что они явились естественнонаучным обоснованием диалектико-материалистического взгляда на природу: во-первых, все явления природы стали отныне рассматриваться не как обособленные, а как находящиеся в органической закономерной связи. «Познание взаимной связи процессов, совершающихся в природе, двинулось гигантскими шагами вперед, особенно благодаря трем великим открытиям» 26. Во-вторых, стало очевидным, что все в природе, начиная от мельчайшего атома и кончая высшими живыми организмами, находится в постоянном изменении, движении и развитии. Природа понята «теперь как исторический процесс развития» 27.

Первое открытие. Еще в 1665 г. физик Роберт Гук, пользуясь незадолго до этого изобретенным микроскопом, обнаружил в срезах стеблей растений какие-то пустоты, которые он назвал «клетками». Однако значения клетки он не понял. Значение ее впервые правильно установили в 1838—1839 гг. зоолог Шванн и ботаник Шлейден. Они создали клеточную теорию, и в этом состояло их великое открытие.

Еще раньше близко подошел к этому же открытию чешский физиолог Ян Пуркине.

Шванн начал свою работу с изучения структуры роста спинной струны и хряща. Установив сначала на этих отдельных тканях, «что их клетки соответствуют клеткам растений», изученным Шлейденом, Шванн в дальнейшем обобщил свое открытие и доказал, что животные клетки аналогичны растительным28.

Но вставал вопрос: как развивается организм? Был сделан вывод, что «существует общий принцип развития для самых различных элементарных частей организма и что этим принципом развития является клеткообразование» 29, т. е. такой процесс, когда существующие уже клетки дают начало новым. Таким образом, удалось объяснить, как происходит рост и развитие живых организмов, и доказать, «исходя из тождества законов развития элементарных частиц животных и растений, теснейшую связь обоих царств органической природы». Преграды, существовавшие до этого в науке между этими областями природы, рухнули. Растения и животные оказались объединенными общностью строения и происхождения их клеток.

Позднее было установлено, что размножение клеток происходит путем их деления. Но это деление отнюдь не представляет собой чисто количественной операции, а является чрезвычайно сложным процессом, ведущим к коренным, качественным изменениям самих клеток. Стало быть, все развитие многоклеточного организма из одной клетки является подтверждением закона перехода количественных изменений в качественные.

Диалектика обнаружилась здесь и в том, что организм живет, развивается, борется как целое, как индивид, но в то же время он состоит из отдельных, органически связанных между собой прерывистых образований из клеток. Вследствие этого, по Шлейдену, «каждая клетка ведет двойственную жизнь: одну — вполне самостоятельную, относящуюся к ее собственному развитию, и другую — зависимую, поскольку клетка становится составляющей частью растения» 30.

Это противоречие между частью и целым, между целостностью организма и дискретным (прерывистым) характером его строения, между относительной независимостью клетки и зависимостью ее от всего организма лежит в основе клеточной теории.

Противоречие между целым и частью в области биологии вскрыл Энгельс. Он показал, что некоторые биологи совершенно не поняли свойственного живому организму единства противоположностей и подошли к клеточной теории упрощенно, односторонне. Рассматривая развитие как простой рост и увеличение, но не как процесс, связанный с переходом количественных изменений в коренные качественные, они упустили из виду целостность и единство живого организма и стали его рассматривать как простую сумму отдельных клеток. В таком представлении клетка превратилась в какую-то совершенно автономную единицу; качественные же особенности организма были сведены к взаимодействию большего или меньшего числа клеток. Именно таковы были взгляды Вирхова, автора целлюляр-ной (т. е. клеточной) патологии, утверждавшего, что организм есть колония или федерация самостоятельных клеточных государств.

Современная биология и ее отрасль — цитология, изучающая клетку,— полностью опровергли теорию клеточных государств. Установлено, например, что по мере развития организма и усложнения его органов клетки могут утрачивать свою относительную независимость, могут сливаться, образуя ткани совершенно особого типа, которые по своим качественным особенностям не могут быть сведены к сумме отдельных клеток.

Значение клеточной теории для последующего развития биологии и медицины было огромным. Учение о клетке стало важнейшей основой современной биологии.

Второе открытие. В 1842 —1845 гг. Роберт Майер открыл закон сохранения и превращения энергии. Независимо от него этот закон был открыт в Англии Гровом и Джо-улем и в Дании Кольдингом. Задолго до них идея сохранения движения была высказана в России Ломоносовым, а еще раньше — Декартом.

Работая врачом на острове Ява, Майер занялся изучением колебаний температуры человеческого тела и обнаружил прямую связь между движущей силой организма и потерей им своего тепла. Обобщая это наблюдение, Майер пришел к выводу, что все так называемые «силы» (теплота, электричество и др.) в действительности представляют не самостоятельные, не обособленные «вещества», а качественно различные формы одного и того же движения и что поэтому все они могут превращаться друг в друга.

Процессы природы Майер рассматривал как бесконечную цепь причин и следствий; причина вызывает определенное следствие, качественно отличное от нее, но количественно ей равноценное (эквивалентное). Поэтому различные виды движения (силы), переходя друг в друга, изменяются качественно, по своей форме, и сохраняются количественно31.

С этой точки зрения вполне объясним факт выделения тепла при сверлении металла: никакого «выдавливания» теплорода при этом не происходит; в действительности же механическое движение переходит в тепловое, причем этот переход ничем не ограничен, а потому может совершаться сколь угодно долго. В паровом двигателе наблюдается обратный переход тепла в механическое движение.

В основе открытия Майера лежало признание единства качественной и количественной сторон движения материи. Однако в дальнейшем учение об энергии получило одностороннее развитие. На первое место была поставлена чисто количественная сторона явлений; физики стали говорить только о сохранении энергии, забывая о превращении ее форм. Такое направление мысли дал в 1847 г. Гельмгольц.

Энгельс раскритиковал подобные односторонние взгляды на движение и доказал, что нельзя сводить более сложные формы движения к механике, нельзя объяснять все качественные различия количественными, ибо «отношение между качеством и количеством взаимно».

В открытии закона сохранения и превращения энергии Энгельс особенно подчеркивает игнорируемую механистами качественную сторону (превращение энергии).

В последней четверти XIX в. изучение более сложных («надмеханических») форм движения продвинулось сильно вперед, явно обнаруживая несостоятельность механицизма. Разработка молекулярно-кинетической теории материи и учения о свете, создание физической химии, величайшие открытия в области электричества — все это явилось дальнейшим развитием закона Майера и раскрывало сущность переходов различных форм движения друг в друга.

Учение о единстве сил природы оказало сильнейшее влияние на Менделеева во время его работы над созданием периодической системы элементов. Влияние этого учения сказалось особенно сильно на рубеже XIX и XX вв., когда начали разрушаться старые представления о неизменной массе, о неделимых атомах и неразложимых элементах и устанавливался более глубокий взгляд на единство природы.

Третье открытие. В 1859 г. была напечатана книга «Происхождение видов» Чарлза Дарвина, в которой излагалась теория развития. Выход этой книги был величайшим событием в науке о природе. Первое издание книги разошлось в один день. Такой успех объяснялся тем, что Дарвин впервые дал научный ответ на вопросы, издавна тревожившие умы ученых.

Действительно, как объяснить, например, что древесная лягушка имеет зеленую окраску (под цвет листьев), живущая в пустыне ящерица — желтую (под цвет песка), а полярные животные — белую (под цвет снега)?

Над этими вопросами Дарвин стал задумываться еще в юности. Огромное количество наблюдений над растениями и животными он сделал во время кругосветного путешествия на корабле «Бигль». Эти наблюдения убедили его, что никаких постоянных видов в природе не существует. «Я вполне убежден,—писал он,— что виды изменчивы и что все виды, принадлежащие к одному роду, непосредственные потомки одного какого-нибудь, большей частью вымершего вида, точно так же, как признанные разновидности одного какого-нибудь вида, являются потомками этого вида».

Дарвин, тщательно изучая практический опыт скотоводов, птицеводов и садоводов, которым удалось вывести самые разнообразные породы животных, птиц и сорта растений, совершенно не похожие на их диких предков, пришел к выводу, что в этом процессе главную роль играет искусственный отбор. Из народившегося потомства птиц птицеводы оставляли в живых и пускали на племя только особей, обладавших желаемым признаком, например большим зобом; остальные же особи уничтожались. Эта операция повторялась с несколькими поколениями, причем желаемый признак все более усиливался и закреплялся наследственностью.

Дарвин обращается непосредственно к природе и находит здесь аналогичный, только действующий стихийно, отбирающий фактор. В доказательство этого Дарвин отмечает три основных момента:

1.            Несоответствие между числом зародышей и числом особей, могущих выжить при данных условиях; если бы все зародыши развились и остались в живых, то, например, один одуванчик покрыл бы всю землю в течение нескольких лет. Поэтому между организмами неизбежно возникает борьба за место, за пищу, за свет. Эта борьба, которую Дарвин назвал «борьбой за существование», рассматривается как «проявляющаяся между всеми органическими существами во всем мире и неизбежно вытекающая из геометрической прогрессии их размножения» 34.

2.            В борьбе за существование выживают самые приспособленные. Каждый организм хоть чем-либо отличается от других своими индивидуальными особенностями и в силу этого оказывается или более или менее приспособленным к окружающей его природе, к борьбе за жизнь, чем другие организмы того же вида.

3.            Благоприятствующие выживанию особенности передаются по наследству, усиливаются из поколения в поколение и приводят к изменчивости организмов.

В живой природе происходит, таким образом, очень сложный процесс, представляющий взаимодействие трех моментов: 1) борьбы за существование, 2) изменчивости и 3) наследственности. Этот процесс Дарвин назвал «естественным отбором».

На вопрос — как образовались новые виды? — Дарвин отвечает, разбирая явление расхождения (дивергенции) признаков. Из общего числа особей данного вида выживают особи тех разновидностей, которые наиболее сильно различаются между собой. Так, от одного далекого общего предка произошли обычные мыши и летучие мыши, поделившие между собой землю и воздух. Это значит, что по мере расхождения признаков первоначальные разновидности одного и того же вида постепенно превращаются в самостоятельные, совершенно новые виды.

Так, с помощью учения о естественном отборе было объяснено происхождение новых видов. Дарвин ответил также и на вопрос — почему живые существа так совершенны? В пустыне, например, могли выжить лишь те животные, у которых закреплялась и усиливалась, передаваясь по наследству, желтая окраска, делающая их незаметными на фоне песка; так же естественно, материалистически объясняется окраска полярных животных; отбор объясняет и то, откуда взялось удивительное соответствие между формой цветка и телом насекомого, и еще более удивительное явление мимикрии, состоящее в том, что насекомое, словно умышленно подделываясь под окружающую среду, принимает вид сучка или сухого листа.

Целесообразное устройство живых существ получило, таким образом, свое научное материалистическое объяснение. Таково было, в основном, открытие Дарвина. Оценивая положительное содержание этого открытия, Энгельс отмечает, что оно раскрывает диалектику органической природы.

Прежде всего теория Дарвина доказала, что все виды животных и растений связаны между собой генетически, по своему происхождению, что все они находятся в состоянии постоянного изменения и развития. Теория Дарвина показала, далее, как ничтожные количественные различия у организмов, постепенно накопляясь из поколения в поколение, на известной ступени переходят в качественные различия и обусловливают изменение старого вида и появление нового.

Однако сам Дарвин не вполне осознавал диалектику, содержащуюся в его собственном открытии.

Маркс и Энгельс критиковали недостатки воззрений Дарвина; они доказывали, что нельзя смешивать законы природы с законами человеческого общества, что «оргайизмы в природе также имеют свои законы населения»35. Борьба за существование не является таким универсальным фактором изменчивости видов, как это думал Дарвин. Эта борьба, происходящая от перенаселения в мире животных и растений, далеко не всегда имеет место. Напротив, известно множество случаев, где виды изменяются «без наличия такого перенаселения: например, при переселении растений и животных в новые места, где новые климатические, почвенные и прочие условия вызывают изменение».

Весь последующий путь развития биологии освещался теорией Дарвина. Биогенетический закон, открытый Геккелем в 1866 г., установил глубокую внутреннюю связь между палеонтологией и эмбриологией в свете теории развития. Сравнительная анатомия и физиология, не говоря уже о систематике животных и растений, нашли в дарвинизме мощный стимул для своего дальнейшего развития и вместе с тем прочную теоретическую основу. В области антропологии произошел полный переворот под влиянием дарвинизма; здесь особенно важно отметить работу Энгельса «Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека», которая восполняет большой пробел в учении Дарвина, поскольку последний оставил без ответа вопрос о причине, обусловившей выделение человека из ряда животных.

В последнее время развитие дарвинизма сделало большой шаг вперед благодаря успехам всей современной биологии и смежных с нею новых научных направлений и дисциплин, таких, как биохимия, биофизика, биокибернетика, физикохимическая генетика, молекулярная биология и др.