Античный период: от мифа к Логосу 3 страница. идеи о свойствах пространства и времени

идеи о свойствах пространства и времени.

Первые предположения об относительности пространства и времени, о существовании пространств с неевклидовой геометрией выдвинули Г.В. Лейбниц, а в начале 19-го века – «король математиков» К.Ф. Гаусс (нем.).

Рисунок 2.2 - Образование Солнечной системы по гипотезе Канта - Лапласа: а) исходное вращающееся газопылевое облако; б) облако становится плоским, возникают сгустки вещества; в) формируются планеты и Солнце.

В 1826-29 гг. гениальный русский математик Николай Иванович Лобачевский (основной труд – «Начала геометрии») показал, что возможна геометрия, отличная от евклидовой, и поставил вопрос о геометрии реального физического пространства. В 1832 г. Я. Больяй (венгр.) также опубликовал работу с идеей неевклидовой геометрии.

В 1867 г. в книге Б. Римана (нем.) «О гипотезах, лежащих в основании геометрии» было введено понятие n -мерного искривленного пространства (евклидово пространство – частный случай такого пространства с нулевой кривизной), разграничены понятия безграничного и бесконечного пространства: пространство с положительной кривизной безгранично, но не бесконечно, подобно тому, как безгранична, но не бесконечна поверхность сферы.

Впоследствии идеи Лобачевского, Римана и других математиков стали математической основой физической теории относительности.

Важнейшее достижение естествознания 18-19 веков – становление и полное утверждение молекулярно-атомистического учения, развивавшегося в основном по двум направлениям: в теории теплоты (молекулярная физика и термодинамика) и в химии. Современный атомизм возродил античный атомизм Демокрита на качественно новом уровне.

В изучении тепловых явлений атомизму предшествовала теория теплорода – гипотетической субстанции, пронизывающей тела и сообщающей им температуру. Передачу теплоты от тела к телу эта теория объясняла перетеканием теплорода из тела с высоким его содержанием (более нагретого) в тело с меньшим содержанием (более холодное).

Но уже в 17-ом веке возникла гипотеза о теплоте, как форме движения частиц вещества (Ф. Бэкон, Р. Гук, Р. Бойль). Сторонником этой гипотезы был Михаил Васильевич Ломоносов – один из основоположников молекулярно-кинетического учения, считавший, что все тела состоят из мельчайших частиц («корпускул»), совершающих поступательное, «коловращательное» и «зыблемое» (колебательное) движения. Теплоту он связывал с вращением частиц. Теория теплоты изложена Ломоносовым в книге «Размышления о причине теплоты и холода» (1748 г.), где также высказана догадка о существовании предела понижения температуры - абсолютном нуле, когда движе-

ние частиц прекращается.

В конце 18-го века Б. Румфорд (амер.), наблюдая сверление стволов пушек, обратил внимание на то, что за счет совершения механической работы выделяется неограниченное количество теплоты без поступления извне. Он также считал, что теплота связана с движением частиц.

В начале 19-го века Р. Броун (шотл.) открыл хаотическое движение мелких частиц в жидкости («броуновское движение»), С. Карно (фр.) разработал теорию тепловых машин. В 1842-47 гг. Ю. Майер (нем.), Дж. Джоуль (англ.), Г. Гельмгольц (нем.) открыли закон сохранения энергии, определили механический эквивалент теплоты. Эти открытия утверждали атомизм и теорию теплоты, как формы движения частиц вещества. Вторая половина 19-го века – период быстрого развития молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Большую роль в развитие этих разделов сыграли Л. Больцман (австр.), У. Томсон (англ.), Дж. Джоуль, Р. Клаузиус (нем.), Дж.К. Максвелл (англ.).

Одновременно молекулярно-атомистическое учение развивалось в химии.

Во второй половине 18-го века был доказан закон сохранения массы в химических реакциях (М.В. Ломоносов, А. Лавуазье).

Антуан Лавуазье (1743-1794 гг., фр.) – один из создателей современной химии, центральная фигура революции в химии 18-го века. После того, как во второй половине 18-го века было установлено, что воздух имеет сложный состав, и был открыт кислород, Лавуазье решил важнейшую проблему химии того времени – проблему горения. Он разрушил флогистонную теорию и экспериментально доказал, что горение есть процесс окисления, то есть соединения с кислородом. Он считал, что жизнедеятельность организмов также подобна горению, то есть связана с окислением веществ и выделением теплоты.

Суть совершенного Лавуазье переворота в химии: казавшиеся хаотическими химические явления можно понять, систематизировать и спрогнозировать, если рассматривать различные вещества как соединения ограниченного числа элементов, а химические реакции - как изменения сочетаний, перераспределение этих элементов в веществах. Лавуазье систематически использовал в своих опытах количественные измерения; начиная с него, химия превращается из науки качественной в количественную, из описательной в аналитическую.

К уже известному списку элементов (ряд металлов, углерод, сера и фосфор) Лавуазье добавил кислород и азот. Разработал новую, ставшую основой современной, номенклатуру веществ, введя три основных класса соединений: кислоты, основания, соли. Введенные им новые названия веществ имели не случайный характер, как в алхимии («винный камень», «свинцовый сахар» и т.п.), а отражали функцию и состав вещества: оксид калия, хлорид натрия и так далее.

Дж. Дальтон (англ.) в начале 19-го века, изучая окислы азота N₂O, NO, N₂O₃, NO₂, N₂O₅, открыл закон кратных отношений (количества кислорода, приходящиеся на равное количество азота, соотносятся как 1:2:3:4:5) и истолковал его с позиций атомизма, как свидетельство способности атомов одного элемента соединяться с определенным числом атомов другого элемента. В 1803 г. Дальтон ввел понятие атомного веса, приняв за единицу вес атома водорода.

Многое для внедрения атомистики в химию сделал Й.Я. Берцелиус (шв.). В начале 19-го века он определил атомные веса 46 известных в то время элементов, состав примерно 2000 соединений, предложил современные обозначения элементов (O, H, C, Fe и др.), выдвинул гипотезу об электрической природе химической связи.

В первой половине 19-го века А. Авогадро (итал.) четко разграничил понятия атома и молекулы, на основе открытого им «закона Авогадро» разработал способ определения молекулярных весов веществ, определил число частиц в одном моле вещества («число Авогадро»).

В 1860 г. на 1-ом Международном конгрессе химиков молекулярно-атомистическое учение было официально признано научным сообществом.

С 18-го века начинается систематическое изучение электрических и магнитных явлений. В первой половине 18-го века С. Грей (англ.) открыл электропроводность, разделил вещества на проводники и изоляторы (диэлектрики). Б. Франклин (амер., один из авторов «Декларации независимости») создал конденсатор, изобрел молниеотвод, разработал «унитарную теорию» электричества, по которой положительный или отрицательный заряд тел объясняется избытком или недостатком в этих телах особой «электрической жидкости», а электрический ток есть движение этой жидкости. Эта теория – пример вышеуказанных заблуждений, связанных с «открытием» фантастических веществ.

В конце 18-го – начале 19-го веков были открыты основной закон электростатики (Ш. Кулон, фр., 1785 г.) и закон Ома (Г. Ом, нем., 1826-27 гг.). Обнаружение влияния электрического тока на магнит (Х. Эрстед, дат., 1820 г.) привело к возникновению новой области физики – электромагнетизма.

Огромное значение для физики и естествознания в целом имеют работы гениального ученого Майкла Фарадея (1791-1861 гг., англ.). В 1831-35 гг. он открыл и изучил явление электромагнитной индукции, лежащее в основе всей современной электротехники. Фарадей открыл законы электролиза, диамагнетизм и парамагнетизм, обнаружил первый полупроводниковый материал, экспериментально доказал закон сохранения электрического заряда, открыл вращение плоскости поляризации света в магнитном поле («эффект Фарадея»), чем положил начало магнитооптике, ввел понятия «электрод», «анод», «катод», «электролиз», постулировал существование ионов, создал прообраз электродвигателя.

Фарадей ввел в науку понятие поля (магнитного и электрического) как посредника, с помощью которого осуществляется взаимодействие тел. А. Эйнштейн считал гениальную идею Фарадея о существовании поля самым важным открытием со времен Ньютона. Концепция полевого взаимодействия является сейчас одной из основ всего естествознания. Она существенно изменила физическую картину мира:

- во-первых, расширилось представление о материи: кроме привычной формы существования материи – вещества, обнаружилась иная форма – поле;

- во-вторых, выявилось диалектическое единство и противоположность дискретности и континуальности материи: материя в форме вещества (частиц) дискретна, то есть ограничена, локализована в пространстве, в форме поля – континуальна, то есть непрерывна, протяженна;

- в-третьих, ньютоновская концепция дальнодействия сменилась концепцией близкодействия: взаимодействие осуществляется через материального посредника - поле и распространяется с ограниченной скоростью.

Сам Фарадей несколько утрировал идею поля, доводя ее до отрицания существования атомов и пустоты между ними, считая атомы сгустками поля.

Гениальный теоретик Джеймс Кларк Максвелл (1831-1879 гг., англ.) развил идеи Фарадея, обобщил и дополнил известные законы электричества и магнетизма и создал в 1855-65 гг. единую полевую теорию электромагнетизма, являющуюся наряду с ньютоновской механикой основой классической электродинамической картины мира.

Основные положения максвелловской теории электромагнетизма:

- существует особая форма материи - электромагнитное поле – совокупность электрического и магнитного полей;

- электрическое и магнитное поля взаимосвязаны, могут порождать друг друга;

- все электрические и магнитные явления описываются четырьмя знаменитыми уравнениями Максвелла с добавлением ряда вспомогательных уравнений;

- из уравнений Максвелла следует существование электромагнитных волн, а также следует, что свет есть электромагнитная волна.

Открытия Фарадея и теория Максвелла особенно важны потому, что они вскрыли единую природу различных, ранее казавшихся невзаимосвязанными явлений: электрических и магнитных, электромагнитных и оптических. Огромное множество различных фактов, явлений и свойств оказались взаимообусловленными, подчиняющимися единым общим законам. Открытия Фарадея и теория Максвелла продемонстрировали единство Природы и послужили воодушевляющим примером для многих поколений исследователей, пытающихся установить самые фундаментальные, базовые законы устройства мира (пример современных исследований в этом направлении – многолетние, начавшиеся с Эйнштейна, попытки создать единую теорию поля, то есть единую теорию всех физических взаимодействий).

Парадоксальным было развитие оптики в 18-19 веках. Оно шло под знаком борьбы двух теорий о природе света – волновой и корпускулярной.

До второй половины 17-го века развивалась в основном геометрическая оптика (законы отражения и преломления, построение оптических систем), не затрагивавшая вопрос о природе света.

И. Ньютон (вторая половина 17-го века) выдвинул корпускулярную

теорию (свет есть поток частиц – «корпускул») и объяснил на ее основе ряд оптических явлений.

В то же время Х. Гюйгенс (голл., основной труд – «Трактат о свете», 1690 г.) предложил волновую эфирную теорию света, согласно которой свет есть волновое движение, распространяющееся в эфире – особой среде, заполняющей все пространство. На основе этой теории (в частности, известного «принципа Гюйгенса») также было дано объяснение ряду оптических явлений.

Тогда же, как отмечалось выше, О. Рёмер установил, что свет имеет огромную скорость распространения (~200 000 км/с по данным Рёмера).

До начала 19-го века преобладала корпускулярная теория так как:

- личный авторитет Ньютона был огромен, и в науке господствовала механистическая парадигма;

- эфирная гипотеза представлялась очень сомнительной: эфир, с одной стороны, должен быть неощутим и всепроникающ, с другой стороны – иметь огромную упругость, иначе скорость света не была бы столь велика.

Но в начале 19-го века развернулись активные исследования явлений, в которых свет проявлял себя как волна: интерференции, дифракции, поляризации. Корпускулярная теория объяснить эти явления не могла, стала преобладать волновая эфирная теория. Важнейшие результаты в оптике этого периода принадлежат О. Френелю (фр.), Т. Юнгу (англ.), Д. Араго (фр.), Й. Фраунгоферу (нем.) и другим ученым.

Волновые представления о природе света еще более укрепились, но на качественно новой основе, после создания Максвеллом теории электромагнетизма и предсказания им электромагнитных волн. Самое слабое место волновой теории – гипотеза эфира – было устранено. Общепризнанной стала волновая электромагнитная теория света. Она объясняла все известные в то время оптические явления; предсказанная теорией Максвелла скорость распространения электромагнитных волн в точности совпала с измеренной более совершенными методами скоростью света; сам факт существования электромагнитных волн экспериментально подтвердил Генрих Герц (нем.).

Однако тот же Герц открыл в конце 19-го века внешний фотоэффект. Установленные вскоре законы внешнего фотоэффекта (законы А.Г. Столетова), а также законы теплового излучения нагретых тел оказались необъяснимы теперь уже волновой теорией. Это обстоятельство и ряд других фактов к концу 19-го века поставили под сомнение основы казавшейся завершенной к тому времени классической физики, вызвали кризис в науке и привели к революции в физике начала 20-го века, после которой началось стремительное развитие современной физики и естествознания в целом.

Вторая половина 19-го века отмечена рядом других крупных событий в физике, важнейшие из которых:

- разработка молекулярно-кинетической теории (Людвиг Больцман, Дж. Максвелл, голл. И. Ван дер Ваальс);

- открытие второго начала термодинамики (Р. Клаузиус, У. Томсон (Кельвин)), предсказание «тепловой смерти Вселенной», введение понятия энтропии (Р. Клаузиус, Л. Больцман) и установление принципа возрастания энтропии;

- возникновение химической термодинамики (Дж. Гиббс, амер.);

- открытие электромагнитных волн и внешнего фотоэффекта (1887-88 гг., Г. Герц);

- открытие рентгеновских лучей (1895 г., Вильгельм Рентген, нем., за это открытие удостоен в 1901 г. первой Нобелевской премии по физике);

- открытие радиоактивности (1896 г., Анри Беккерель, фр., Нобелевская премия 1903 г.);

- открытие первой элементарной частицы – электрона (1897 г., Дж.Дж. Томсон, англ.).

К концу 19-го века сложилась так называемая классическая физика, основными составными частями которой являлись:

- классическая (ньютоновская) механика;

- молекулярно-кинетическая теория и термодинамика;

- электромагнетизм, базирующийся на теории Максвелла;

- геометрическая и волновая оптика.

Как отмечено выше, в этот период создание концептуальной базы физики казалось завершенным, однако, как вскоре обнаружилось, классическая физика была лишь предисловием к физике современной.

В 19-ом веке на основе молекулярно-атомистического учения быстро прогрессировала химия. В середине 19-го века Ф.А. Кекуле (нем.) четко сформулировал понятие валентности как способности атомов некоторого элемента соединяться с определенным числом других атомов.

В 1861 г. Александр Михайлович Бутлеров (росс.) предложил теорию химического строения, основная идея которой такова: свойства вещества зависят не только от его состава, но и от строения, то есть последовательности расположения атомов в молекуле, их взаимного влияния, характера связей. Эта теория дала возможность изображать и анализировать структурные фор-

мулы молекул веществ, например, H – Cl,, объяснять свойства

известных веществ и прогнозировать способы синтеза и свойства новых веществ, объяснила изомерию, то есть различие свойств веществ с одинаковым составом, но различным расположением атомов в молекулах.

Предметом исследования химии становится не только состав, но и структура молекул вещества. В то же время химия из науки преимущественно аналитической становится наукой преимущественно синтетической – на первый план выдвигаются проблемы, связанные с синтезом новых веществ с нужными качествами. Зарождается химическая кинетика – наука о скоростях химических реакций и факторах, способствующих ускорению или замедлению их протекания.

Особое положение занимал вопрос о возможности искусственного получения органических веществ, каковыми в то время считали только вещества - продукты жизнедеятельности живых организмов. Долгое время синтезировать органические вещества в лабораторных условиях не удавалось. Возникла концепция витализма (один из ее создателей - Й. Берцелиус), по которой в живых организмах присутствует некая «жизненная сила» (лат. vis vitalis), позволяющая вырабатывать органические вещества. В более широком плане концепция витализма подразумевала, что законы живой и неживой природы различны. Это противоречит фундаментальному принципу современного естествознания – принципу единства Природы, то есть справедливости известных законов во всей Вселенной и во всех природных процессах и явлениях.

Но в первой половине 19-го века Ф. Вёлер (нем.) синтезировал вначале органическое вещество растительного происхождения – щавелевую кислоту, а затем вещество животного происхождения – мочевину (карбамид), и концепция витализма была устранена из органической химии. Было синтезировано и изучено огромное количество органических веществ, в том числе – отсутствующие в живой природе.

Огромное значение для химии и всего естествознания в целом имело открытие в 1869 г. Дмитрием Ивановичем Менделеевым периодического закона. Этот закон привел в систему массив ранее казавшихся хаотическими данных об известных к тому времени 63 элементах, позволил уточнить ряд свойств известных элементов и предсказать существование и даже характеристики новых, ранее неизвестных. Периодический закон Менделеева – одна из предпосылок создания современной теории строения атомов.

И в те времена и сейчас прогресс химии во многом обуславливается внедрением математических методов и связью с другими естественными науками: биологией, минералогией и, в особенности, - с физикой. На этой базе сформировались такие комплексные науки, как физическая химия, биохимия, агрохимия, геохимия, астрохимия. Перечислим некоторые достижения химии 19-го века, к которым в той или иной степени была причастна физика:

- открытие и практическое освоение электролиза - выделения на электродах веществ при прохождении электрического тока через раствор, либо расплав (первый исследователь - М. Фарадей), и гальванопластики – метода получения металлических рельефных изделий путем осаждения металла на электрод-форму при пропускании тока через электролит (открыта росс. физиком Б.С. Якоби);

- возникновение электрохимии (у истоков стояли итал. физики Л. Гальвани и А. Вольта);

- открытие и внедрение в практику спектрального анализа (Й. Фраунгофер, нем. химик Р. Бунзен, нем. физик Г. Кирхгоф);

- становление термохимии – науки о тепловых эффектах химических реакций (Г.И. Гесс, росс.) и фотохимии – науки о влиянии света на химические процессы;

- возникновение химической термодинамики (Дж. Гиббс, амер.);

- создание теории электролитической диссоциации (шв. С. Аррениус, нем. В. Оствальд);

- становление химической кинетики – учения о скоростях химических

реакций (Я. Вант-Гофф. голл.);

- открытие катализа – изменения скоростей химических реакций в присутствии некоторых веществ и разработка его теории (В. Оствальд).

2.6. Развитие биологии в 18-19-ом веках

В этот период был накоплен огромный фактический материал о живой природе в преимущественно эмпирических биологических науках: зоологии, ботанике, анатомии и т.п. В концептуальном же плане главным в развитии биологии, начиная с 18-го века и по настоящее время, является зарождение, становление и расцвет эволюционного учения и связанной с ним генетики – то есть учения об эволюции (постепенном изменении) живой природы и механизмах изменчивости и наследственности живых организмов.

До 18-го века господствовало религиозное представление о неизменности видов растений и животных, существующих на Земле со времени создания их Богом. В 18-ом веке началось становление научной биологии; виднейшими ее представителями в этом веке были Ж. Бюффон и К. Линней.

Жорж Бюффон (фр.) – автор 36-томной «Естественной истории», один из создателей концепции трансформизма, которая допускала ограниченную изменчивость видов растений и животных и происхождение нескольких близкородственных видов от одного общего предка. Причиной трансформаций это учение считало влияние окружающей среды. Концепция трансформизма – предшественница эволюционного учения, в ней содержались правильные идеи о влиянии внешней среды и о единстве живой природы.

Карл Линней (шв.) – «великий систематизатор Природы», автор «Системы природы» (1735 г.). В основу своей классификации растений К. Линней положил принцип сходства по некоторым формальным признакам («искусственная систематизация»). Все царство растений он разделил на 24 класса в зависимости от наличия и строения цветков (числа, формы и расположения тычинок). Такой принцип классификации не был вполне удовлетворительным, так как приводил к объединению в одном классе весьма далеких видов. Так, к 21-му классу были отнесены ряска, осока, крапива, береза, дуб и даже ель и сосна. При этом родственные растения, такие как брусника и черника, оказывались в разных классах.

Сам Линней осознавал недостатки искусственной классификации и писал о необходимости поисков «естественной» системы, отражающей «природу самого растения». Как стало ясно позднее, естественная система должна быть основана на установлении общих предков родственных видов и должна отражать историю эволюции природы. Таким образом, попытки систематизировать живые организмы способствовали становлению эволюционного учения.

Линней ввел в научный обиход используемую до сих пор (с некоторыми добавлениями) последовательность разделения царств животных и растений на типы-классы – отряды – роды – виды, предложил бинарную номенклатуру – наименование видов сочетанием двух латинских слов-обозначений: родового и видового. Пример: «homo sapiens», где homo - обозначение рода «человек», sapiens – обозначение вида «разумный». Пример русскоязычной бинарной номенклатуры: синица большая, синица синяя, синица болотная, синица черная и так далее.

Система Линнея включала примерно 4 000 видов животных и 10 000 видов растений. Человек был также включен в эту систему, составляя вместе с обезьянами отряд приматов, возглавляющий класс млекопитающих.

В этот период возникновению идей эволюционизма способствовали также находки ископаемых останков вымерших растений и животных, выведение новых сортов культурных растений и пород домашних животных, открытие путешественниками новых видов живых организмов.

Непосредственный предшественник современного эволюционного учения (дарвинизма) – Жан Батист Ламарк (фр.), главное сочинение которого – «Философия зоологии» (1809 г.). Основные положения учения Ламарка (ламаркизма):

- существующие виды животных и растений не были созданы в современном виде, а развились в ходе эволюции;

- предшественники современных видов были более простыми;

- причина эволюции природы – неотъемлемое внутреннее свойство живых организмов – стремление к прогрессу, к развитию (это положение не разделяется современной наукой);

- направление развития определяется внешней средой, а также соответствующим среде образом жизни. Лучше развиваются те органы, которые оказываются постоянно нагруженными: ноги у лошади, хватательные конечности у животных, лазающих по деревьям и т.п., - причем обусловленные средой и образом жизни изменения передаются по наследству. (Современная наука не признает прямой наследственной передачи признаков, приобретенных под влиянием среды и образа жизни, считая, что внешняя среда влияет на направление эволюционирования через естественный отбор особей, которые в результате хаотических мутаций генетически изменились в благоприятном направлении).

По вопросу о темпах и механизмах изменения живой и неживой природы на Земле сложились два взгляда.

Жорж Кювье (фр.), создатель палеонтологии – науки об ископаемых организмах и истории жизни на Земле, был крупнейшим представителем концепции катастрофизма, заключающейся в следующем:

- в течение долгих периодов виды живых организмов неизменны;

- смена видов – результат геологических катастроф планетарного масштаба, время от времени происходящих на Земле;

- переходных форм от древних видов к современным нет;

- возникновение после катастроф новых видов, более сложных и совершенных, - результат действия «творящей силы» нематериальной природы.

Этой концепции противостоял униформизм (актуализм). Это учение разработал англ. геолог Чарльз Лайель, его разделял М.В. Ломоносов. Основные положения униформизма:

- преемственность прошлого и настоящего, единообразие и постоянство современных и древних геологических процессов;

- отсутствие скачкообразных изменений в истории Земли;

- суммирование мелких изменений в живой и неживой природе в течение громадных периодов;

- отрицание прогресса в развитии, обратимость и цикличность происходящих изменений.

Современное естествознание считает, что изменение живой природы на Земле в целом направлено на усложнение организмов, возникновение качественно новых, более совершенных форм. В вопросе о темпах эволюции признано как наличие длительных периодов медленного накопления небольших изменений, так и периодов ускоренной эволюции, в том числе – обусловленных глобальными катаклизмами. Последние могут быть вызваны как земными причинами: вулканической и сейсмической активностью, изменением состава атмосферы и т.п., - так и внепланетными, например, изменением солнечной активности. Пример внешнего воздействия на Землю – «катастрофа М/К» – столкновение с массивным телом на границе мезозоя и кайнозоя примерно 65-70 миллионов лет назад, вызвавшее быстрое изменение климата, животного и растительного мира (вероятно – вымирание динозавров).

Основоположником современного эволюционного учения (дарвинизма), признаваемого сейчас большинством научного сообщества, был великий англ. ученый Чарльз Дарвин (1809-1882 гг.). В своем основном сочинении «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» (1869 г.) он описал открытый им механизм изменчивости видов и выделения наиболее жизнеспособных. По Дарвину изменчивость отдельных особей бывает двух типов:

- «определенная изменчивость» всех особей данного вида под действием одинаковых условий, не передающаяся по наследству (по современной терминологии – «адаптационная изменчивость»);

- «неопределенная изменчивость» (по-современному – мутации) – случайные, хаотические изменения отдельных особей, передающиеся по наследству.

Для объяснения сохранения особей с благоприятными мутациями Дарвин ввел понятия «борьба за существование» и «естественный отбор». Естественный отбор - фильтр, отсеивающий менее приспособленные особи и сохраняющий особи, изменения в которых наилучшим образом соответствуют изменяющимся условиям жизни.

Он открыл ряд доказательств эволюционизма: палеонтологические свидетельства, ускоренную эволюцию окультуренных животных и растений, наблюдения за природой во время путешествий.

Во второй половине 19-го века дарвинизм быстро развивался в борьбе с противостоящими ему учениями (особое возражение с их стороны вызывало одно из положений дарвинизма – о появлении человека путем эволюции животных, конкретнее, - о происхождении человека от обезьян). Видные дарвинисты этого периода – А. Уоллес (англ.), Э. Геккель (нем.), А.О. Ковалевский и В.О. Ковалевский (росс.). Сформировалось филогенетическое направление, устанавливающее родственные связи различных видов, их общих предков, изучающее происхождение и развитие отдельных органов, разрабатывающее естественную классификацию живых организмов. Был открыт биогенетический закон: человек в своем развитии из зародыша проходит различные стадии эволюции животного мира (Э. Геккель).

Создание эволюционного учения дополнялось другими важными достижениями биологии.

Клетки были открыты еще в 17-ом веке (Р. Гук, М. Мальпиги), но лишь в 19-ом веке развернулось глубокое изучение их строения и функционирования, была установлена всеобщность клеточного строения, то есть структурное единство живой природы на Земле. Возникновение в 30-х годах 19-го века науки о клетках – цитологии – связывают с именами немецких ученых Т. Шванна и М. Шлейдена.

В 1796 г. Э. Дженнер (англ.) открыл вакцинацию – способ борьбы с болезнями путем прививок. Он разработал метод прививок от оспы и внедрил его в практику, хотя и не смог дать ему научного объяснения.

Это сделал великий фр. ученый – физик, химик, биолог – Луи Пастер – создатель микробиологии – науки о микроорганизмах. Его достижения: