Возникновение и развитие научной химии
От алхимии к научной химии
Во второй половине 17 века алхимическая традиция постепенно исчерпала себя. Укрепляется представление о том, что существует некоторый предел, граница взаимопревращения веществ. Этот предел определялся составом химических веществ. В 17-18 вв. химия становится наукой о качественных изменения тел, происходящих в результате изменения их состава.
Все это происходит на фоне развития технической химии (металлургия, стеклоделие, производство керамики, бумаги, спиртных напитков) и открытия новых химических веществ. Открыты новые металлы, развиваются ремесла и промышленность, что стимулирует развитие химического производства, а это, в свою очередь, и развитие научной химии.
Большую роль здесь сыграли труды мыслителя П. Гассенди, который возродил представление о том, что вечная и бесконечная Вселенная состоит из постоянно движущихся атомов (различной формы, размеров, неизменных, неделимых) и пустоты, которая способствует движению атомов и тел. В отличие от Декарта, Гассенди считал материю активной, а атомы – обладают энергией, благодаря которой постоянно движутся и стремятся к движению. В своем учении он сформулировал понятие молекулы, что способствовало становлению научной химии.
Развитие идей атомизма в химии осуществил Р.Бойль, который считал, что химия должна быть самостоятельной наукой (Организовал Лондонское королевское сообщество в 1680). Он предполагал, что качественные характеристики и превращения химических веществ могут быть объяснены с помощью понятия о движении, размерах, форме и расположения атомов. Считал, что все разнообразные вещества могут быть разделены на простые вещества (элементы), сложные вещества и смеси, причем сложные вещества являются химически неделимыми и отличаются от смесей простых веществ.
|
|
|
Кроме теории он разрабатывает и экспериментальные основы химии. С его точки зрения химический эксперимент призван, прежде всего, заставить природу выдать её тайны, а не подтверждать те или иные теоретические гипотезы. В трудах Бойля заложены основы аналитической химии (качественный анализ, индикаторы), сформулирован фундаментальный физический закон, согласно которому объем газа обратно пропорционален изменению давления, и др.
Революция в химии
Химической проблемой 18 века была проблема горения – что случается с горючими веществами, когда они сгорают в воздухе? И.Бехер и Г.Э.Шталь предложили теорию флогистона. Флогистон – невесомая субстанция, которую содержат все вещества и которую они утрачивают при горении. Тела, содержащие много флогистона, горят хорошо; тела, которые не загораются – дефлогистированные. Эта позиция удерживалась до конца 18 века, пока А.Л.Лавуазье (опираясь на открытия Шееле сложного воздуха и Пристли кислорода, 1774) не разработал кислородную теорию горения. По его мнению, все явления в химии могут быть систематизированы и сведены к сочетанию элементов. К списку элементов (металлы, углерод, сера и фосфор) он добавил кислород, который с водородом входит в состав воды, и азот. В соответствии с его системой все химические соединения теперь делились на кислоты, соли и основания.
|
|
|
Лавуазье ввел новую номенклатуру – каждое химическое вещество должно иметь одно определенное название, характеризующее его функции и состав (сульфид, хлорид и т.д.) С помощью закона сохранения материи привел химию к представлению о необходимости количественного выражения пропорций, в которых сочетаются элементы.
В процессе своих экспериментов показал, что живой организм действует так же, как и огонь, сжигая содержащиеся в пище вещества и высвобождая энергию в виде теплоты.
Атомно-молекулярное учение
Изучая химический состав газов Дж.Дальтон (ткач и учитель) исследовал весовые количества кислорода, приходящееся на одно Ито же весовое количество вещества в разных по количественному составу окислах, и установил кратность этих отношений (вывел закон кратности отношений). Объяснил закон атомным строением вещества и способностью атомов одного вещества соединяться с различным количеством атомов другого вещества.
|
|
|
Но в начале 19 века атомно-молекулярное учение не приживалось и одержало победу лишь на 1-м Международном конгрессе химиков в 1860 году. К этому времени уже был сформулирован ряд количественных законов (закон постоянных отношений Пруста, объемных отношений Гей-Люссака, Закон Авогадро – при одинаковых условиях объемы всех газов содержат одно и тоже число молекул).
В 1850-1870 гг. на основе учения о валентности химической связи была разработана теория химического строения (Бутлеров, 1861), которая обусловила огромный успех органического синтеза и возникновение новых отраслей химической промышленности (производство красителей, медикаментов, нефтепереработка) и способствовала появлению стереохимии - пространственное строение орг. соединений.
Все это привело к идее о сложном строении и атома. В начале 19 века Прут предложил гипотезу, согласно которой атомы всех элементов состоят из атомов водорода (атомные веса элементов кратны атомному весу водорода). Новый толчок идеи сложного строения атома дало открытие периодической системы (1869), которая наталкивала на мысль о том, что атомы не являются неделимыми, что они обладают структурой и их нельзя считать первичными материальными образованиями.
|
|
|
Развитие биологии
Биология 18 века
Ж.Бюффон одним из первых изложил концепцию трансформизма – ограниченной изменчивости видов и происхождения видов в пределах относительно узких подразделений (от единого предка) под влиянием среды. Догадывался о роли искусственного отбора и сформулировал идею единства живой природы и единства плана строения живых существ.
К.Линней своей искусственной классификацией (другая тогда была невозможна) подытожил период эмпирического накопления биологических знаний. Он разделил царства растений и животных на классы, отряды, роды, виды; описал более 10тыс. видов растений и более 4 тыс. видов животных. Он осознавал ограниченность искусственной системы, которая учит только распознавать растения, а естественная позволит понять природу самого растения.
В первой половине 18 века обостряется борьба преформизма и эпигенеза. Сторонники преформизма были рационалистами и считали, что разум определяет конечный результат познания независимо от результатов наблюдения. Для сторонников же эпигенеза была характерна постоянная приверженность опытному изучению эмбриогенеза. Позиция эпигенеза была более перспективной. Эпигенетики отказались от идеи божественного творения живого и сумели подойти к научной постановке проблемы происхождения жизни (Вольф – возникновение органических тел из неорганических веществ).
Идея эволюции
В середине 18 века широко распространяются идеи трансформизма: одни считали, что виды не изменяются, изменяются лишь разновидности; другие – что виды могут изменяться в ограниченных пределах под действием внешних условий, гибридизации.
Переход от трансформизма к эволюции произошел на рубеже 18-19 вв.
Большой вклад в методологию биологического познания внес Ж.-Б.Ламарк. Он считал, что творение нового – это божественный акт, а производство – естественный закономерный процесс порождения природой новых форм. Природные формы не содержат в себе ничего, что связывало бы их с божественной субстанцией, и потому их познание должно ориентироваться лишь на материальные причины.
Его идеи нашли отклик в работах Тревирануса, который был сторонником представления об эволюции живой природы из бесформенной материи, всех видов живых существ от одного корня.
В ходе конкретизации идеи развития был построен ряд теоретических гипотез: ламаркизм, катастрофизм и униформизм.
Ламаркизм
Предпосылкой создания концепции являлся колоссальный эмпирический материал, который был накоплен, систематизирован в искусственных системах. Базой концепции эволюции Ламарка были следующие фактические обстоятельства:
ü наличие в систематике разновидностей, которые занимают промежуточное положение между двумя видами
ü изменение видовых форм при переходе их в иные экологические и географические условия
ü трудности классификации близких видов и наличие в природе большого количества так называемых сомнительных видов, факты гибридизации
ü обнаружение ископаемых форм
ü изменения, претерпеваемые животными при их одомашнивании и растениями при их окультуривании
Эти данные Ламарк обобщил на основе новых теоретических и методологических представлений:
1) подчеркивает время как фактор эволюции органических форм
2) проводит представление о развитии органических форм как о естественном процессе восхождения их от низших к высшим
3) включает роль среды в развитии органических форм
и сформулировал гипотезу эволюции на принципах градации (стремлении к совершенству) и прямого приспособления к внешним условиям (изменении под действием упражнения и наследование приобретенных признаков).
Согласно этой теории, современные виды живых существ произошли от ранее живших, путем приспособления, обусловленного их стремлением лучше гармонизировать со средой.
Главная теоретико-методологическая трудность заключалась в воспроизведении диалектического взаимодействия внешнего и внутреннего, организма и среды. Эту проблему Ламарку решить не удалось. Кроме того, он опирался на ряд допущений: отождествление наследственной изменчивости и приспособления организма, историческая неизменяемость факторов эволюции.
Катастрофизм
Это такая разновидность гипотез, в которой прогресс органических форм объясняется через признание неизменяемости отдельных биологических видов (Ж.Кювье, Л.Агассис, Р.Оуэн и др.).
К эмпирическим предпосылкам катастрофизма относятся:
o отсутствие палеонтологических связей между исторически сменяющимися друг друга флорами и фаунами;
o существование резких перерывов между смежными геологическими слоями;
o отсутствие переходных форм между современными и ископаемыми видами;
o малая изменяемость видов на протяжении культурной истории человечества;
o устойчивость, стабильность современных видов;
o редкость образования межвидовых гибридов;
o обнаружение обширных излияний лавы;
o обнаружение смены земных отложений морскими и наоборот;
o наличие перевернутых слоев, существование трещин в пластах и глубинных разломов коры;
o длительность существования Земли 100 тыс. лет.
Теоретической основой катастрофизма являлся принцип разграничения действующих в настоящее время и действовавших в прошлом сил и законов природы. Раньше действовали мощные, катастрофические силы, природная мощность которых не может быть установлена средствами научного анализа. Наука может судить лишь об их последствиях. Катастрофы были внезапными, с неравномерной скоростью процессов преобразования поверхности Земли.
С точки зрения Кювье, те незначительные изменения, которые имели место в периоды между катастрофами, не могли привести к качественному преобразованию видов.
Критикуя упрощенные трактовки биологической эволюции, катастрофизм внес вклад в становление дарвинизма.
Униформизм
Он складывался под влиянием успехов классической механики, прежде всего небесной. И галактической астрономии, представлений о бесконечности и безграничности природы в пространстве и времени (Лайель, Ломоносов, Геттон, Гофф).
Основой униформизма является актуалистический метод, который должен был стать ключом для познания древних геологических процессов, для устанволения связи космологии и геологии.
К эмпирическим предпосылкам уиформизма относятся:
o возраст Земли значительно больше, чем предполагали катастрофисты;
o способность рек прорезать огромные ущелья в пластах лавы;
o установление причинной связи между вулканизмом и иектоническими нарушениями;
o установление, что третичное время состоит из нескольких периодов;
o факты медленных, без катастроф поднятий суши
Униформизм опирался на следующие теоретические принципы:
ü единообразие действующих факторов и законов природы, их неизменяемость на протяжении истории Земли;
ü непрерывность действия факторов и законов, отсутчтвие всяческих переворотов, скачков в истории Земли
ü суммирование мелких отклонений в течение громадных периодов времени;
ü потенциальная обратимость явлений и отрицание прогресса в развитии.
Тем не менее униформиз являлся ограничеснной теорией; сведя развитие к цикличности, он не видел в нем необратимости; с точки зрения сторонников, земля не развивается в определенном направлении, она просто изменяется случайным, бессвязным образом.
Дарвиновская революция
Трудности создания теории эволюции были связаны с рядом обстоятельств:
1. господством представления о том, что сущность органических форм неизменна и внеприродна и как таковая может быть изменена лишь Богом
2. не сложились объективные критерии процесса и результата биологического исследования
3. не был ясен характер взаимосвязи теории и опыта
4. был не развит понятийный аппарат биологии
Эмпирические предпосылки эволюционной теории были обусловлены развитием палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии, систематики, физиологии, биогеографии, геологии. Большое значение имела идея единства растительного и животного мира. В 1830-е гг. Шлейден и Шванн разработали клеточную теорию, в соответствии с которой образование клеток является универсальным принципом развития любого организма.
Ч.Дарвин в создании своей теории опирался на колоссальный эмпирический материал, собранный предшественниками и им самим в ходе кругосветного путешествия («Бигль»).
Теория построена на двух фактора – наследственности и изменчивости и связи их с представлением о приспособлении. Дарвин понимал, что непосредственно связать наследственность, изменчивость и приспособляемость нельзя.
Он разграничил изменчивость на определенную и неопределенную. Определенная изменчивость – способность особей одного и того же вида в определенных условиях одинаковым образом реагировать на эти условия. Неопределенная изменчивость – существование в организме изменений, которые происходят в разных направлениях, она носит наследственный характер (мутация).
В цепь наследственность-изменчивость Дарвин ввел два звена: борьба за существование и естественный отбор. Борьба за существование неизбежно ведет к гибели определенного числа особей. В результате размножаются наиболее приспособленные, передающие из поколения в поколение новые свойства.
Таким образом, Дарвин создал первую фундаментальную теорию в биологии и заложил основания способа познания исторического аспекта органических систем.
Методологические установки классической биологии
Ø признание объективного, не зависящего от сознания и воли человека существования органических форм
Ø мир живого имеет определенные объективные закономерности, порядок, структуру: эти закономерности познаваемы средствами науки
Ø органический мир - это некое многообразие форм, явлений, процессов и представляет собой некоторое единство; его нынешнее состоянии есть результат, предшествующей естественной исторической эволюции
Ø появляется принцип системности на основе синтеза представлений о единстве и историзме
Ø внесенными в ходе подготовки к наблюдению и самого наблюдения изменениями картины объекта можно пренебречь, либо внести на них поправку и свести к нулю
Ø одно из затруднений – непонимание диалектического пути развития теории, её взаимосвязи с опытом
Ø структура познавательной деятельности в биологии неизменна, методологические принципы биологического познания исторически не развиваются
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ΙΙ ПОЛОВИНЫ ΧΙΧ ВЕКА:
Дата добавления: 2015-12-17; просмотров: 44; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!