Морозова Елена Германовна , кандидат химических наук Введение в естествознание (учебное пособие) Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, священник Константин Буфеев Учебное пособие представляет собой курс естествознания, который может быть использован в системе высшего гуманитарного и среднего общего образования.
Исследования электрических явлений давали серьезные основания для подкрепления вывода о взаимопревращении различных форм движения друг в друга. В 1800 году Вольт изобретает первый химический источник электрического тока. В 1840 году русский академик Гесс получает важные результаты, свидетельствующие о превращении химических «сил» в теплоту.
Работы Фарадея и Ленца приводят к открытиям о взаимопревращении электричества и магнетизма. Изучение процессов, происходящих в контактах двух металлических проводников, проделанных Пельтье и Ленцем, свидетельствуют о взаимопревращениях электрической «силы» и теплоты. В 1845 году Джоуль устанавливает соотношение между величиной количества теплоты, выделяемой при прохождении электрического тока через проводник, и величиной самого тока и сопротивления проводника (закон Джоуля — Ленца).
Учеными XVII -XIX веков были открыты и исследованы связи между: ► механическим движением и теплотой; ► химическими явлениями и электричеством; ► механическим движением и электричеством; ► электричеством и магнетизмом; ► химическими явлениями и теплотой; ► теплотой и электричеством и т. д.
Майер в своей работе составляет таблицу всех рассматриваемых им «сил» природы и приводит 25 случаев их взаимопревращений. В превращениях энергии неверующий человек склонен видеть не единую энергию, проявляющуюся в различных формах движения материи, а только ее изменчивость — «диалектику». Начало процессу стихийной диалектизации естественных наук, составившему суть третьей революции в естествознании, положила работа немецкого ученого и философа Эммануила Канта (1724-1804)
«Всеобщая естественная история и теория неба». В этом труде, опубликованном в 1755 г., была сделана попытка исторического объяснения происхождения солнечной системы. Гипотезу Канта принято именовать небулярной (небулярный — от лат. nebula — туман, буквально означает: «относящийся к туманности»), поскольку в ней утверждалось, что Солнце, планеты и их спутники возникли из некоторой первоначальной, бесформенной туманной массы, некогда равномерно заполнявшей мировое пространство.
Кант пытался объяснить процесс возникновения солнечной системы действием сил притяжения, которые присущи частицам материи, составлявшим эту огромную туманность. Под влиянием притяжения из этих частиц образовывались отдельные скопления, сгущения, становившиеся центрами притяжения. Из одного такого крупного центра притяжения образовалось Солнце, вокруг него расположились частицы в виде туманностей, которые начали двигаться по кругу.
В круговых туманностях образовались зародыши планет, которые начали вращаться также вокруг своей оси. Солнце и планеты сначала разогрелись вследствие трения слагающих их частиц, затем начали остывать. Хотя Кант в своей работе опирался на классическую механику XVII в. (подзаголовок его труда гласил: «Опыт об устройстве и механическом происхождении всего мироздания на основании ньютоновских законов»)
, он создал картину мира, которая не соответствовала философии Ньютона. Его космогоническая (космогония — учение о происхождении и развитии вселенной) гипотеза, не была подтверждена научными фактами и не нашла отклика у научной общественности своего времени. Более сорока лет спустя Лаплас, совершенно независимо от Канта и двигаясь своим путем, высказал идеи, развившие и дополнившие кантовское космогоническое учение.
В своем труде «Изложение системы мира», опубликованном в 1796 г., Лаплас предположил, что первоначально вокругСолнца существовала газовая масса, нечто вроде атмосферы. Эта «атмосфера» была так велика, что простиралась за орбиты планет. Вся эта масса вращалась вместе с Солнцем (о причине вращения Лаплас не говорил). Затем, вследствие охлаждения, в плоскости солнечного экватора образовались газовые кольца, которые распались на несколько сфероидальных частей — зародышей будущих планет, вращающихся по направлению своего обращения вокруг Солнца.
При дальнейшем охлаждении внутри каждой такой части образовалось ядро, и планеты перешли из газообразного в жидкое состояние, а затем начали затвердевать с поверхности. Позднее имена создателей двух рассмотренных гипотез были объединены, а сами гипотезы довольно долго (почти столетие) просуществовали в науке в обобщенном виде — как космогоническая гипотеза Канта— Лапласа.
В XIX веке диалектическая идея развития распространилась на широкие области естествознания, в первую очередь на геологию и биологию. В первой половине XIX века произошла острая борьба двух концепций — катастрофизма и эволюционизма, по-разному объяснявшими историю нашей планеты, что явилось началом отхода от библейского учения об истории Земли.
Сторонник теории катастрофизма французский естествоиспытатель Жорж Кювье (1769-1832) в своей работе «Рассуждения о переворотах на поверхности Земли», опубликованной в 1812 году, утверждал, что каждый период в истории Земли завершался мировой катастрофой — поднятием и опусканием материков, наводнениями, разрывами слоев и т. д. В результате этих катастроф гибли животные и растения, и в новых условиях появились новые их виды.
Поэтому, считал Кювье, современные геологические условия и представители живой природы совершенно не похожи на то, что было прежде. Причины катастроф и возникновения новых видов растительного и животного мира Кювье не объяснял. Катастрофизму Кювье и его сторонников противостояло эволюционное учение, которое в области биологии отстаивал крупный французский естествоиспытатель Жан Батист Ла-марк (1744-1829).
В 1809 году вышла его работа «Философия зоологии». Ламарк видел в изменяющихся условиях окружающей среды движущую силу эволюции органического мира. Согласно Ламарку, изменения в окружающей среде вели к изменениям в потребностях животных, следствием чего было изменение в потребностях животных и в результате — изменение их жизнедеятельности. В течение одного поколения, считал он, в случае перемен в функционировании того или иного органа появляются наследственные изменения в этом органе.