НАУКА ЭПОХИ ПРОСВЕЩЕНИЯ (XVIII в.)

В 18 в. исторический процесс перехода от феодализма к капитализму развивается с нарастающей силой. В первой половине столетия во Франции шла напряженная борьба «третьего сословия» против дворянства и духовенства.

В 18 в. происходит экономическая промышленная революция. Процесс капиталистической индустриализации начался в Англии. Этому способствовали изобретение первой прядильной маши-

ны Джоном Уайеттом (1700—1766) и ее практическое использование предпринимателем Ричардом Аркрайтом (1732—1792), построившим в 1771 г. первую прядильную фабрику, оборудованную запатентованными им машинами. Джеймс Уатт (1736—1819) изобретает универсальный паровой (а не паро-атмосферный) двигатель с от де ле нием кон ден сато ра от рабочего цилиндра и непрерывным действием. Появляются первые пароходы (1807, Роберт Фултон) и паровозы.

В России ученым энциклопедического масштаба в 18 в.

Ло мо но сов считал, что в ос но ве хи миче ских яв ле ний, ле жит дви же ние час тиц — «кор пус кул». В сво ей не за кон чен ной дис сер- тации «Элементы математической химии» сформулировал основную идею «корпускулярной теории», в которой, в частности указал, что «корпускула» представляет собой «собрание элементов» (то есть атомов). Ломоносов полагал, что всем свойствам вещества мож но дать ис чер пы ваю щее объ яс не ние с по мо щью пред ставле- ния о различных чисто механических движениях корпускул, в свою очередь состоящих из атомов. Однако атомистика в целом выступала у него в качестве натурфилософского учения.

Он первым заговорил о физической химии как науке, объясняю щей хи ми че ские яв ле ния на ос но ве за конов фи зи ки и ис пользующей фи зи че ский экс пе ри мент в ис сле до ва нии этих яв ле ний.

Как физик-теоретик, он категорически выступил против концепции теплорода, как причины, определяющей температуру тела.

В научной системе Ломоносова важное место занимает «всеобщий закон» сохранения. Впервые он формул его в письме к Леонарду Эйлеру 5 июля 1748 г. Здесь он пишет: «... все встречающиеся в природе изменения происходят так, что если к чему нечто прибавилось, то это отнимается у чего-то другого. Так, сколько материи прибавляется к какому-либо телу, столько ко же теряется у другого. Так как это всеобщий закон природы, то он распростра- ня ет ся и на пра ви ла дви же ния: тело, ко то рое сво им толч ком по бу- ждает другое к движению, столь теряет от своего движения, сколько сообщает движения другому, им двинутому». Печатная публикация закона последовала в 1760 г., в диссертации «Рассуждение о твердости и жидкости тел». Ломоносов сделал важный шаг, введя для ко ли че ствен ной ха рак тери сти ки химических реакций весы. Таким образом, в истории закона сохранения энергии и массы Ломоносову по праву принадлежит первое место.

Ломоносов был пионером во многих областях науки. Он открыл ат мо сфе ру Ве не ры и на ри со вал яр кую кар ти ну ог нен ных валов и вихрей на Солнце. Он высказал правильную догадку о вертикальных те чени ях в ат мо сфе ре, пра виль но ука зал на элек три че- скую при ро ду се вер ных сия ний и оце нил их вы со ту. Он пы тал ся разработать эфирную теорию электрических явлений и думал о свя зи элек три чест ва и све та, ко то рую хо тел об на ру жить экс пери- ментально. В эпоху господства корпускулярной теории света он открыто поддержал волновую теорию «Гугения» (Гюйгенса) и разработал оригинальную теорию цветов. В работе «О слоях земных» (1763) он последовательно проводил идею о закономерной эволюции природы и фактически применял метод, впоследствии получивший в геологии название актуализма (см.

В 18 в. высказываются космогонические (космогония -область науки, в которой изучается происхождение и развитие космиче-

ских тел и их систем) идеи, положенные в основу так называемой небулярной (от лат. туман) гипотезы Канта (1754) - Лапласа (1796) о возникновении Солнечной системы. Смысл её сводится к тому, что Солнечная система образовалась из вращающейся раскаленной газовой туманности. Вращаясь, туманность отслаивала одно кольцо за другим. На месте ее центрального сгущения образовалось Солнце. Планеты возникли из рассеянной материи на периферии в силу притяжения частиц. Возникновение планет объясняется законами тяготения и центробежной силой. В настоящее время эта гипотеза считается несостоятельной. Так, данные геологии убе дительно сви детельст ву ют о том, что наша пла нета ни ко гда не пребывала в огненно-жидком, расплавленном состоянии. Кроме того, не удалось объяснить, почему современное Солнце вращается очень медленно, хотя ранее, во время своего сжатия, оно вращалось столь быстро, что происходило отделение вещества под действием центробежной силы.

В 1781 г. Уильям Гершель (1738—1822), пользуясь сконструированными ими астрономическими инструментами, открывает в Солнечной системе новое небесное тело - планету Уран.

Благодаря работам Леонарда Эйлера (1707—1783) и Жозефа Луи Лагранжа (1736—1813) в механике начинают широко использоваться методы дифференциального и интегрального исчисления.

В 1736 г. Парижская академия наук организовала экспедицию в Перу для измерения дуги меридиана в экваториальной зоне, а в 1736 г. послала экспедицию в Лапландию, для решения спора между картезианской и ньютонианской моделью мира. Центром нью то ни ан ст ва был Лон дон, а кар те зи ан ст ва - Па риж. Раз ни цу в их воз зре ни ях чет ко сфор му ли ро вал Вольтер в «Фи ло соф ских письмах» (1731): «Когда француз приезжает в Лондон, то находит здесь большую разницу как в философии, так и во всем другом.

шается вследствие давления, и этого мы не понимаем; здесь же ньютонианцы говорят, что все совершается вследствие притяжения, которое мы не лучше понимаем. В Париже вы воображаете, что Земля у полюсов несколько удлинена, как яйцо, тогда как в Лон до не пред став ля ют ее сплюс ну той, как дыня». Экс педи ции подтвердили правоту теории Ньютона. В 1733 г. Шарль Франсуа Дюфе (1698—1739) открыл существование двух видов электричества, так называемого «стеклянного» (электризация происходило при натирании стекла кожей, положительные заряды) и «смоляного» (электризация при натирании эбонита шерстью, отрицательные заряды). Особенность этих двух родов электричества со стояла в том, что од но род ное с ним от тал ки ва лось, а про ти во по- ложное притягивалось. Для получения электрических разрядов большой силы строились громадные стеклянные машины, производящие электризацию трением. В 1745—1746 гг. была изобретена так на зы вае мая лей ден ская бан ка, что ожи ви ло ис сле до ва ния по электричеству. Лейденская банка - это конденсатор; представляю щий со бой стек лян ный ци лин д ра. Сна ружи и внут ри до 2/3 высоты стенки банки, и ее дно оклеены листовым оловом; банка при кры та де ре вян ной крыш кой, че рез ко то рую про хо дит про во ло- ка с металлическим шариком наверху, соединенная с цепочкой, прикасающейся с дном и стенками. Заряжали банку, прикасаясь ша риком к кон дук то ру ма шины и со единяя внеш нюю об клад ку банки с землей; разряд получается соединением внешней оболочки с внутренней.

Бенджамен Франклин (1706—1790) создал феноменологическую элек три че скую тео рию.

можным построение математической теории электрических и магнитных явлений. Алессандро Вольта (1745—1827) в 1800 г. на основании цепей, состоящих из различных металлов, изобретает вольтов столб - первый генератор электрического тока.

В 18 в. внимание ученых привлекла проблема горения. Врач прусского короля Георг Эрнест Шталь (1660—1734) на основании воззрений Иоганна Иоахима Бехера (1635—1682) создал теорию флогистона: все горючие вещества богаты особым горючим веществом фло гисто ном. Про дук ты го ре ния не со дер жат фло гисто на и не могут гореть. Металлы также содержат флогистон, и, теряя его, превращаются в ржавчину, окалину. Если к окалине добавить флогистон (в виде угля) металлы возрождаются. Поскольку вес ржав чи ны боль ше веса про ржа вев ше го ме тал ла, фло ги стон об ла- дает отрицательной массой. Наиболее полно Шталь изложил учение о флогистоне в 1737 г. в книге «Химические и физические опыты, наблюдения и размышления». «Гипотеза Сталя,— писал Д. И. Менделеев в «Основах химии», - отличается большой простотой, она в середине XVIII века нашла себе многих сторонников». Ее при ни мал и М. В. Ло мо но сов в со чи нени ях «О ме тал ли че- ском блеске» (1745) и «О рождении и природе селитры» (1749). В 18 в. интенсивно развивается пневматическая (газовая) химия. Джозеф Блэк (1728—1799) в работе 1756 г. сообщает о получении при прокаливании магнезии газа, который отличается от обыкно- вен но го воз ду ха тем, что он тя же лее ат мо сфер но го и не под дер жи- вает ни горения, ни дыхания. Это был углекислый газ. По этому поводу В. И. Вернадский писал: «Открытие свойств и характера угольной кислоты. Дж. Блэком в середине 18 века получило совершенно исключительное значение в развитии нашего мировоззрения: на ней впервые было выяснено понятие о газах. Изучение её свойств и её соединений послужило началом крушения теории флогистона и развития современной теории горения, наконец, исследование этого тела явилось исходным пунктом научной аналогии ме ж ду жи вот ны ми и рас ти тель ны ми ор ганиз ма ми» («Во просы философии и психологии, 1902, с. 1416). Следующий крупный шаг в газовой химии сделал Джозеф Пристли (1733—1804). До него были известны только два газа - «связанный воздух» Дж. Блэка, то есть углекислый газ, и «воспламеняемый воздух», то есть водород, открытый Генри Кавендишем (1731—1810). Пристли открыл 9 новых газов, в том числе кислород в 1774 г. при нагревании окси-

да ртути. Однако он неверно посчитал, что кислород, это воздух, от которого оксид ртути отнял флогистон, превратившись в металл.

Антуан-Лоран Лавуазье (1743—1794) опроверг теорию флогистона. Он создал теорию получения металлов из руд. В руде металл со еди нен с га зом. При на гре ва нии руды с уг лем газ свя зы ва ет ся с уг лем, и об ра зу ет ся ме талл. Та ким об ра зом, он уви дел в яв ле ниях го ре ния и окис ле ния не раз ло же ние ве ществ (с вы де ле ни ем фло ги- стона), а соединение различных веществ с кислородом. Стали понятны причины изменения веса в этом процессе. Сформулировал закон сохранения массы: масса исходных веществ равна массе про- дук тов ре ак ции. По ка зал, что в со став воз ду ха вхо дят ки сло род и азот. Провел количественный анализ состава воды. В 1789 г. опубликовал «Начальный курс химии», где рассматривал образование и разложение газов, горение простых тел и получение кислот; со- еди не ние ки слот с ос но ва ния ми и по лу чение сред них со лей; при водил описание химических приборов и практических приемов. В руководстве приведен первый список простых веществ. Работы Лавуазье и его последователей заложили основы научной химии. Лавуазье казнили в годы Великой Французской революции.

Еще во второй половине 17 в. английский ботаник Джон Рэй (1623—1705) дал классификацию, в которой имелось понятие вида. Это был очень важный шаг. Вид стал общей для всех организмов единицей систематизации. Под видом Рэй понимал наиболее мелкую со во куп ность ор га низмов, ко то рые сход ны мор фо ло ги чески; совместно размножаются; дают подобное себе потомство. Окончательное становление систематики происходит после выхода в свет работ шведского ботаника Карла Линнея (1707—1778) «Система природы» и «Философия ботаники». Он под раз де лил жи вот ных и рас те ния на 5 со под чи нен ных групп: классы, отряды, роды, виды и разновидности. Узаконил бинарную систе му ви до вых на зва ний. (На зва ние лю бо го вида со сто ит из существительного, обозначающего род, и прилагательного, обозначающего вид; например, Parus major - Синица большая). В систематике Линнея растения делились на 24 класса на основании строе ния их ге не ра тив ных ор га нов Жи вот ные под раз де ля лись на 6 классов на ос но ва нии осо бен но стей кро ве нос ной и ды ха тель ной систем. Система Линнея была искусственной, то есть она была построена для удобства классификации, а не по принципу родства ор- га низ мов. Кри те рии для клас си фи ка ции в ис кус ст вен ной сис те ме

про из воль ные и не мно го чис лен ные. По сво им взгля дам Лин ней был креационистом. Сущность креационизма состоит в том, что все виды животных и растений были созданы творцом и с тех пор ос та ют ся по сто ян ными. Це лесо об раз ность строе ния ор га низмов (органическая целесообразность) абсолютна, изначально создана творцом. Линней придерживался типологической концепции вида. Её су ще ст вен ные ха рак те ри стики за клю ча ют ся в том, что виды ре аль ны, дискрет ны и ус тойчи вы. Для ус та нов ле ния ви до- вой при над леж ности используют морфологические признаки.

В 18 в. во Франции возникает новое направление в биологии - трансформизм. Трансформизм, в отличие от креацианизма, утверждает, что виды животных и растений могут меняться (трансформироваться) в новых условиях внешней среды. Приспособленность к среде - результат исторического развития вида. Трансформизм не рассматривает эволюцию как всеобщее явление природы. Од ним из наи бо лее яр ких предста ви те лей транс фор миз ма был Жорж Луи Бюффон (1707—1788). Он пытался выяснить причины ис то риче ской из меняе мо сти до маш них жи вот ных. В од ной из глав 36-томной «Естественной истории» в качестве причин, вызывающих изменения животных, называются климат; пища; гнет одомашнивания. Бюффон оценил возраст Земли в 70 000 лет, отойдя от хри стиан ской дог мы и дав вре мя для про те ка ния эво лю ции органического мира. Считал, что осел - это выродившаяся лошадь, а обезья на - вы ро див ший ся че ло век. Бюф фон «в сво их транс фор ми- ст ских вы сказы ва ниях шел не толь ко впе ре ди вре ме ни, но и впе ре- ди фактов» (Н. Н. Воронцов). В конце 18 в. сельский врач Эдвард Дженнер (1749-1823) совершил переворот в методике предупреж- де ния оспы, по су ще ст ву при ме нив впер вые вак ци на цию. Он за метил, что люди, переболевшие коровьей оспой, впоследствии никогда не заболевали натуральной оспой. Основываясь на этих наблюдениях, Дженнер 14 мая 1796 г. привил коровьей оспой 8-летнего Джеймса Фипса, затем заразил натуральной, и после этого мальчик остался здоров.