|
Возрождение интереса к наблюдениям при изучении явлений природы
Несмотря на жестокое давление со стороны церкви происходит постепенное накопление и положительных знаний о природе. В этом отношении велика роль арабских ученых Абу Али Ибн-Сина (Авиценна, 980—1037) и Ибн-Рошда (Аверроэс, 1126—1198), выступавших длительное время вершителями умов и идей. «Канон медицины» Авиценны, остававшийся наиболее авторитетным руководством на протяжении нескольких сотен лет, содержал не только сведения медицинского характера (анатомия, физиология, патология), но и по ботанике, геологии и зоологии. В своих сочинениях он стремился вернуть человечество к наблюдениям природных явлений и объектов, возродить творческий дух Аристотеля и Галена в науке.
Это стремление еще более ярко проявилось в трудах Ибн-Рошда, который обсуждал и такие вопросы как происхождение материи и духа в противопоставление религиозным учениям. Он был увлечен Аристотелем и считал его «высшим типом совершенства», защищал идеи Аристотеля от искажений в арабской литературе. Он стоял на позициях, что природа (в том числе и живая) возникла и развивается закономерно, без вмешательства божественного начала. Ибн-Рошд отрицал индивидуальное бессмертие души человека, не видел разницы в умственном развитии мужчин и женщин при равных социальных условиях; считал, что душа - функция материи и связана с мозгом, она умирает вместе с телом.
Арабские мыслители не отличались самобытностью в своих поисках. Тем не менее они заслуживают уважения за стремление к распространению и сохранению античных знаний, что оказало положительное влияние на мыслителей VШ-ХШ вв. и на развитие естествознания.
Альберт Великий (Альберт фон Больштедтский, 1193—1280), последователь Аристотеля и разносторонний ученый, пытался примирить философию и богословие. Написал 7 книг о растениях, признавал наличие у них души, выполнявшей функции роста, питания и размножения. Растения делил на деревья, кустарники, полукустарники и травы. Грибы считал организмами, промежуточными между животными и растениями. Дал описания частей ствола, ветвей, формы и величины листьев, окраску и запах цветов и плодов, масел, ядов, меда, воска; рассматривал такие функции растений как размножение, питание и зимний сон, применял размножение черенками. Писал о способах обработки земли, посевах и прививках, интересовался превращением одних растений в другие через изменения качества семян и почвы. Так, якобы, дикие растения превращались в культурные. По обширности знаний, силе ума Альберт Великий является самым выдающимся ботаником после Теофраста и до Цезальпино.
Альберт Великий допускал возможность превращения пшеницы в ячмень за 2 – 3 года и наоборот. Такие же изменения он допускал у растений в результате трансплантации и черенкования. При этом, якобы, можно достичь превращения бука в березу, дуба в виноград при посадке изолированных ветвей в почву. Много внимания он уделял и животным. При этом описания животных часто сопровождаются фантазиями о комбинировании разных жидкостей из органов, превращении лошадиного волоса в волосатика в воде, о лошади со странными частями тела от слона и быка, саламандры, способной жить в огне.
О биологии в средние века приходится говорить лишь условно. Она еще не выделилась в самостоятельную область знаний с собственным предметом изучения. Источником биологических знаний служили вышеупомянутые интерпретации античных авторов и публикации фантастического характера.
Фантазия о сотворении мира достигла предела в трудах Фомы Аквинского (1225—1274), пытавшегося согласовать веру и знания. Он учил, что природа создана и управляется Творцом, созерцание творений природы должно приближать человека к «бессмертному и вечному». Фому Аквинского занимала и проблема разума и инстинкта. У животных он отрицал разум, признавал наличие только чувственного восприятия. Инстинкты рассматривал как свойство, унаследованное от родителей. Они лишь только внешне напоминают сознательную деятельность, но лишены целенаправленности и сознания.
На фоне мистики и схоластики очень ярко и неожиданно появляется призыв к рациональному восприятию мира со стороны английского философа и естествоиспытателя Роджера Бэкона (1214—1294). Он преподавал в Парижском университете и в Оксфорде. В 1257 г. стал монахом - францисканцем. Занимался математикой, физикой, алхимией.
Получение точных знаний он считал возможным только путем опыта и наблюдений. Основой его взглядов служил тезис, что природа управляется естественными законами без всякого участия духов. Для доказательства ссылался на функции органов зрения, подчиняющихся законам оптики— преломление и отражение света. «Без опыта нет знания», учит Р.Бэкон. Он подробно описывает строение глаза, конкретизируя роль каждой структуры (зрачка, нервов, хрусталика, век, ресниц). В то же время, оставаясь в рамках своей эпохи, наличие двух глаз у человека объясняется необходимостью поддержания красоты лица, а также тем, что Творец предусмотрел сохранение зрения при потере одного глаза в несчастных случаях.
Р.Бэкон бросает вызов святому престолу как ставшему «добычей обмана и лжи» и притеснителем его физических опытов. За свой бунтарский дух он более 20 лет провел в тюрьмах, и его труды оказались в забвении. Бэкон обращает внимание на значение науки в жизни человека и ее основные задачи. При условии познания законов природы он считал возможным построить аппараты плавания без гребцов, соорудить повозки, двигающиеся без животных, летательные машины и мосты без подпорок и т.д. Однако значение науки видел и в укреплении религиозного сознания через познание результатов творения путем наблюдений.
Р.Бэкон авторитетам в науке предлагает противопоставить разум и опыт как взаимосвязанные предпосылки получения истинных знаний. Он подчеркивал, что умозрительно, без опыта, нельзя получить точные знания. Только с достижением таких знаний человек имеет возможность управлять природой. Органические живые тела он рассматривал как результат комбинации тех же элементов и жидкостей, из которых сложены тела неорганические. Признавал роль озарения в науке (т.е. научной интуиции).
Представляют интерес и его мысли о соотношении чувственного и разумного начала в животном мире. Он учит, что в познании мира животные исключительно пользуются органами ощущения и инстинктами. Инстинктивная деятельность — длительный результат чувственных восприятий предметов в поколениях. Так, пчела продолжает строить шестигранные соты и без пустот между ними в каждом поколении.
Заслуживают внимания и идеи Бэкона о продлении жизни человека; с негодованием он пишет о людях, прожигающих свою жизнь благодаря всяким извращениям и невежеству. Рациональный режим, активность движений и отказ от злоупотреблений — залог долголетия.
Заканчивая общую характеристику представлений о живой природе в феодальном средневековье, следует обратить внимание на господство схоластики в ее толковании. В указанный период биологии как таковой не существовало, она была придатком философии и медицины. Положительные биологические знания касались лишь практических аспектов использования животных и растений, а также медицины. Эта эпоха не только ничего не дала для развития эволюционной мысли, а, напротив, сделала все, чтобы опровергнуть даже ее крупицы, добытые в античном мире. Тем не менее в средневековье были предприняты попытки освободить естествознание от оков церкви и поднять интерес к опытам и наблюдениям. Этот призыв был живо воспринят с развитием производительных сил и производственных отношений капиталистической формации.
Лекция № 2
Тема лекции: Достижения в изучении живой природы в XV—XVII вв.
План лекции:
1. Создание экспериментального естествознания в эпоху Возрождения
2. Успехи в области ботаники, систематики и физиологии растений
3. Зоологические исследования
4. Методологические итоги изучения живой природы
К середине XV в., с распадом феодального общества и зарождением новых капиталистических производственных отношений, происходят заметные изменения в подходах при изучении природы. Возникает класс буржуазии, заинтересованный в развитии городов и промышленности. Для последней требовалось много сырья. Для его поиска были организованы многочисленные экспедиции. Потребности экономики и культуры, появление городского уклада жизни способствовали открытию университетов, развитию в них науки, возникновению европейского книгопечатания (в Китае же наборное книгопечатание датируется XI веком).
Во второй половине XV в. совершаются великие географические открытия: Америки (Х.Колумб), морского пути в Индию (Васко да Гама), Южной Америки (А.Веспуччи). Сырьё с новых континентов завозится в Европу, изучается новая для Европы флора и фауна. Завозятся и туземные растения для культивирования.
1. Создание экспериментального естествознания в эпоху Возрождения
Эпоха Возрождения (Ренессанс) началась в Италии с начала XIV в., завершилась в последней четверти XVI в. (в Англии, Испании – в первом десятилетии XVII в.).
Одной из позитивных характеристик буржуазии было стремление к развитию науки и освобождению ее от церкви, возврата научной мысли к лучшим традициям античности. Буржуазия призывала естествоиспытателей к непосредственному изучению явлений природы, отказу от схоластики Средневековья.
Все это сказалось на организации научных экспедиций и центров, учебных заведений. Были открыты интернациональные университеты в Болонье (1158), Париже (1150), Риме (1303), Кембридже (1257), где изучали философию, естествознание, медицину и т.д.
Эпоха Возрождения известна как «величайший прогрессивный переворот из всех пережитых до того времени человечеством» (Ф.Энгельс) или «эпоха пробуждения самосознания духа» (Г.Гегель). Она вывела на арену гигантов мысли и искусства (А.Данте, Ф.Петрарка, Дж.Боккаччо, Рафаэль, Леонардо да Винчи и др.), бросивших вызов «позорному и испорченному свету». С этого периода начинается история книгопечатания (1465), способствовавшая распространению науки и идей гуманизма благодаря возможности быстрого размножения прогрессивных произведений античного мира и современников.
В естественнонаучном плане в этот период велика роль Леонардо да Винчи (1452—1519), предвестника новой эпохи, избравшего своим девизом учиться у природы как у «верной учительницы высших интеллектов». Его интересы касались изучения кристаллов, растений, животных и человека, а также истории Земли для познания «происхождения многочисленных созданий природы». Он как ученый и художник оставил прекрасные зарисовки и труды по анатомии человека, занимаясь вскрытием трупов, описал строение крыла птицы и особенности их полета. Во всех своих поисках он стремился доказать роль опыта в знаниях, использовал математические методы, создавал проекты различных оригинальных устройств и аппаратов для движения, полета и т.д.).
Он блестяще продолжил традиции Аристотеля в области описательной и сравнительной анатомии, открыл щитовидную железу, воздушные камеры в лобной и челюстной костях, описал распределение в теле взрослого человека вен, нервов, мускул, строение сердца, а также изменения в них под влиянием движений. Его «Трактат по анатомии» содержит данные о возрастных изменениях в организме человека, начиная с момента зачатия, наблюдения в области эмбриологии, физиологии и биомеханики человека.
Сравнивая особенности организации разных наземных животных, Леонардо да Винчи обнаружил наличие у них сходных «членов, отличающихся друг от друга лишь длиной и толщиной». Эти различия он связывал с выполняемыми функциями у разных животных (рука человека, крыло летучей мыши, нога лошади, тигра и т.д.). Критерием высшего совершенства считал наличие «наибольшего количества и наибольшего разнообразия свойств», т.е., выражаясь современным языком, степень дифференциации.
Леонардо да Винчи преуспел и в описании, и в зарисовках растений: форм их жилкования, цветков, тычинок и лепестков, подчеркивал наличие многообразия форм и структур растений. При этом замечал, что у растений, как все в природе, соответствует закону «дивной необходимости», в подтверждение чего обращал внимание на число колец в древесине, связь между диаметром ствола и ветвей дерева, порядок расположения ветвей на стволе, листьев на ветвях и т.д. Подобные наблюдения оказались значимы для последующего развития морфологии растений. В своих трудах Леонардо да Винчи обращал внимание на роль света, влажности, состава почвы, движения корней, побегов и листьев в жизни растений.
Биологические интересы Леонардо да Винчи были так разносторонни, что мы считаем его труды основанием истории современной биологии. Может быть, эта разносторонность и помешала ему достичь великих успехов в какой-либо области науки (Вазари).
Глубина его дарований и наблюдений и ныне восхищает историков науки. Его труды около 400 лет оставались неопубликованными, и поэтому трудно оценить их реальное влияние на последующее развитие науки. Несмотря на это, его исследования в области описательной и сравнительной анатомии подготовили почву для развития биологии в последующих столетиях, а сформулированная им большая часть проблем стала предметом изучения во многих областях биологии.
В XV—XVII вв. выдающиеся деятели эпохи Возрождения (Э.Роттердамский, Т.Мюнцер и др.) выступили против церкви за идеи гуманизма, а ученые (Д.Бруно, Ф.Бэкон, Н.Коперник, Р.Декарт, Г.Галилей и др.) своими фундаментальными исследованиями в естествознании нанесли удар по схоластике средневековья. Серьёзный прорыв был достигнут и в изучении живой природы.
2. Успехи в области ботаники, систематики и физиологии растений
Период XV—XVII вв. в развитии биологии рассматривается как метафизический, идёт накопление большого объема материала, но рассматривается он с теологических и телеологических позиций.
Именно с XV в. начинается описание флоры в разных странах Европы.
Германский флористИероним Бок (1498—1554) в своих травниках дал подробное описание 567 растений и их рисунки, сведения о времени цветения растений, их распространении и характере местообитания. И.Бок разделил растения на дикорастущие с душистыми цветами, клевер, злаки, кормовые, деревья и кустарники. Леонард Фукс (1501—1566) в книге «История растений» дал описание более 400 видов.
Голландский учёный Карл Клюзиус (1525—1609) распространил картофель в Европе и описал его как ботаник. В его трудах выражен вид как группа близкородственных форм.
«Отцы ботаники» (Брунфелс, Бок, Фукс) составили многотомные травникис описаниями и зарисовками растений, они играли роль лечебных каталогов. В этом отношении наибольший интерес представляет книга Отто Брунфелса (1488 - 1534) «Живые изображения растений». Он также впервые составил «Флору Германии».
Велики заслуги шведских ботаников, братьев Баугинов. Иоганн Баугин (1541—1613) в книге «Естественная история растений» описал 4000 видов. Его брат Каспар Баугин(1560—1624) по результатам путешествия по Центральной Европе дает описание около 6000 видов растений, В своих описаниях он положил конец неразберихе в названиях растений, имевшихся у разных авторов. Он строго разграничивал понятия «рода и вида», предложив четырехчленные названия растений вплоть до разновидностей. В этом смысле его работы содержат зачатки бинарной номенклатуры. Его стремление оценивать степень сходства видов по комплексу признаков можно рассматривать как попытку построить естественную систему растений. Виды растений К.Баугин располагал по признакам сходства в 12 групп или классов.
Андреа Чезальпино (1512—1605) известен как морфолог и систематик, предложивший объективные диагностические признакидля определения растений, опираясь на особенности строения плодов, цветков и семян. В этом он опередил К.Линнея. Вслед за Аристотелем А. Чезальпино рассматривал растения как несовершенных животных. Питание и размножение он относил к основным функциям растений, которые соответственно связывал с деятельностью корней и семян. Семена же рассматривал как вместилище души растений.
По диагностическим признакам А. Чезальпино выявил степень родства в пределах деревьев, кустарников и трав (семенные), водорослей, мхов и папоротников (бессемянные). Среди указанных групп растений далее им выделяются одно- и двусеменные виды с голыми и покрытыми семенами. Он различал отделы, роды и виды растений. Хотя его система во многом оставалась искусственной, он первым навел порядок в ботаническом материале, уже тогда ставшем плохо обозримым. Каждый орган он рассматривал с учетом числа, положения и формы. Он пытался понять питание растений, но не дошел до понимания роли листьев в этом процессе.
Иоахим Юнг (1587—1657) в начале XVII в. закладывает основы морфологии и органографии растений, что имело значение для последующей систематизации видов, он предложил комплекс диагностических признаков, внешних и внутренних, с учётом гомологии органов. И.Юнг подробно описал различные формы стебля, расположения ветвей и листьев, многообразие форм листьев, соцветий (колос, кисть, зонтик и т.д.).
Джон Рей (1627—1705) отличался разносторонностью интересов, описал множество растений, опираясь на идеи И. Юнга. Он делил растения на 31 группу, давая видам четырехчленную классификацию, четко выделяя понятия «род», «вид» и классы. Классы располагал в порядке усложнения. В работе «История растений» Дж. Рей в качестве диагностических признаков на первый план ставил плоды, цветы и их расположение, особенности венчика и чашечки, форму и строение листьев, особенности корневой системы.
Растения делил на две группы; совершенные (одно- и двудольные) и несовершенные (водоросли, грибы, печеночные, мхи, лишайники, хвощи, папоротники). Задачей ботаники Дж. Рей считал построение филогенетической системы. Виды определял как «формы,.., сохраняющие свою специфическую природу, и ни одна из них не возникает из семени другой формы»; т.е., по сути, он ввёл 2 критерия вида: морфологический и репродуктивный. Заслугой Дж. Рея является введение понятия «вид» в биологию. Считал, что виды постоянны, хотя иногда допускал и превращение видов. Он сделал попытку классифицировать и животных.
Исследования Жозефа Турнефора (1656—1708) содержали описание 500 видов растений, выделенных по строению цветка (безлепестковые и лепестковые). Лепестковые он делил на одно- и многолепестковые. Он подчеркивал, что изучение каждого растения следует начинать с цветка и венчика, затем перейти к плоду. Другие признаки растений не могут сравниться с ними по значимости для классификации.
Он различал такие категории систематики как класс, секция, род и вид. Особенно его классификация отличалась детальным описанием родов. Все растения он делил на 18 классов: розоцветные, губоцветные, крестоцветные, мотыльковые, злаковые и др.
В этот же период возникают новые направления в экспериментальной ботанике, закладываются основы изучения пола и тонкого строения растений. Так, Рудольф-Яков Камерариус (1665—1721) в работе «О поле у растений» (1694) обращает внимание на существование одно- и двуполых цветков, одно- и двудомных растений, различную судьбу опыленных и неопыленных цветков, прослеживает развитие пыльников, участие пыльцы в опылении и оплодотворении. При этом проследил развитие семени у шелковицы, клещевины, конопли и других растений, конкретизировал женский и мужской органы размножения в опытах с удалением тычинок и пестика. На примере хвощей и плаунов подобные попытки завершились неудачами, причины их он не смог объяснить. Не смог понять и явление оплодотворения без микроскопического контроля, необходимость которого он ясно понимал.
Принципиальное значение для развития ботаники имели исследования по изучению анатомической структуры растений. Это стало возможным лишь после конструирования Галилео Галилеем в 1624 г. микроскопа, с усовершенствованием которого отмечен переворот во многих областях биологии. Первоначально Галилей назвал свой прибор «оккиолино» - глазок. В 1625 г. друг Г.Галилея по Академии Джованни Фабер по аналогии с термином «телескоп» предлагает увеличительный прибор Г. Галилея назвать «микроскопом».
Первые анатомические исследования появились в XVII в. (Р. Гук, М. Мальпиги, Н. Грю), в которых содержалось сравнение клеточного («пузырьки») и тканевого строения листьев, стеблей и корней разных видов растений. Уже тогда были описаны разные существа, сосудисто-волокнистые пучки. Британский ботаник Неэмия Грю в трактате «Анатомия растений» (1682), ввел понятие «ткань растения» и дал описание разных их типов.
С внедрением микроскопической техники в биологию и развитием анатомии растений наблюдается прогресс в изучении жизнедеятельности растений, зарождается физиология растений как теоретическая основа растениеводства. Так, в 1563 г. французский ремесленник Бернар Палиссив книге «Истинный рецепт, посредством которого все французы могут научиться увеличивать свои богатства» показал возможность повышения урожая путем подкормки растений некоторыми неорганическими солями. Подобные опыты в дальнейшем сыграли решающую роль в обосновании теории плодородия почв.
Несколько позже Ян Баптист ван Гельмонт (1686) в опытах с взвешиванием почвы в сосудах до и после культивирования укорененных ветвей ивы не обнаружил изменения в ее весе, что привело его к отрицанию роли почвы в питании растений, основой питания объявлялась вода. Важным итогом этого опыта все же следует признать саму постановку вопроса о возможности экспериментального изучения факторов питания растений.
В этих целях проводятся и другие опыты. Так, Марчелло Мальпиги (1675—1679) по результатам наблюдений за развитием тыквы высказал предположение об участии семядолей и листьев, солнечного света в питании растений. Методом кольцевания стебля он установил, что вода движется по сосудам в листья, из них она в виде переработанного сока возвращается вниз по коре. В работе «Анатомия растений» описал наличие восходящего и нисходящего тока у растений.
Несколько позже англичанин Джеймс Вудворд (1699), выращивая растения в воде из различных мест, показал, что без минеральных веществ они оказываются угнетёнными. Другой британец Стивен Гейлс ( последователь Ньютона) в работе «Статика растений» (1727) показал, что всасывание воды через корень и передвижение её по растению происходит в результате действия капиллярных сил. Он обнаружил корневое давление, а в наблюдениях над испарением растений – засасывающее действие листьев в этом процессе. Таким образом, Гейлс установил нижний и верхний концевые двигатели, которые обеспечивают передвижение воды в растениях снизу вверх. Он же определил интенсивность транспирации и объём испаряемой воды в разные периоды у растений с листьями и без них.
Все эти результаты повлияли на дальнейшее развитие ботаники и физиологии растений в ХVIII в.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|