Формирования взаимосвязей между инженерией и экспериментальным естествознанием (XVIII

Оглавление:

Введение

Современное естествознание представляет собой совокупность многих наук, тесно связанных друг с другом. Среди ведущих отраслей естественных наук — биология, которая имеет дело с живой материей и представляет собой совокупность наук о живой природе. Интерес к познанию живых существ у человека возник давно, но именно в XVIII-XIX веках происходит прорыв в развитии биологии, делаются открытия, которые составляют основу современных знаний о природе. Многие области биологии, возникшие в XVIII-XIX веках, получили дальнейшее развитие в последующие периоды. Поэтому раскрытие темы «Развитие биологии в XVIII-XIX веках» очень важно.

В своей работе я обращаю внимание на несколько аспектов. Используя учебник биологии под редакцией В.Н. Ярыгина, а также учебник «Концепции современного естествознания» С.К. Карпенкова, я опишу сущность биологии как науки, ее современное понимание, предмет и цель изучения биологии. Поскольку «…до сих пор нет учебника по истории развития самой биологии» (Юсуфов А.Г. История и методология биологии, 2003, с. 4), то раскрыть эту тему достаточно сложно. На мой взгляд, изложение истории развития биологии основывается на необходимости ее периодизации, поэтому я укажу этапы развития биологии по учебнику под редакцией В.Н. Лавриненко, а также С.Т. Мелюхина «Философские проблемы естествознания». Работа основана на материалах учебника для средней школы «История и методология биологии» А.Г. Юсуфова, так как в нем представлена наиболее подробная и полная информация о развитии науки о жизни. Поскольку значение теории эволюции Ч. Дарвина для биологии и системы естественных наук в целом трудно переоценить, я уделю этой теме особое внимание. Материал основной части работы я разделю на ряд периодов, в рамках которых покажу достижения в различных областях биологии. Это позволит мне сформировать более полную картину развития биологии в XVIII-XIX веках.

Биология как наука

Термин биология (от греч. bios — жизнь, logos — наука) был первоначально введен независимо друг от друга в 1802 году Ж.-Б. Ламарком и Г. Тревиранусом для описания науки о жизни как особом природном явлении. С этого момента мы можем говорить о биологии как о комплексной науке, хотя ее история уходит корнями в глубокую древность. Долгое время знания о живой природе накапливались в рамках натурфилософии, медицины, а также в связи с потребностями растениеводства и животноводства. Такие области, как сравнительная анатомия, морфология и систематика, следует считать самыми старыми.

В настоящее время термин биология также используется для обозначения групп организмов вплоть до вида (биология микроорганизмов, биология северного оленя, биология человека), биоценозов (биология Арктического бассейна), отдельных структур (биология клетки).

В современном представлении биология — совокупность наук о природе — великое разнообразие вымерших и ныне обитающих на Земле живых существ, их строение и функции, происхождение, распространение и развитие, взаимоотношения друг с другом и с неживой природой.

Биология определяет общие и специальные законы, присущие жизни во всех ее проявлениях (обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость, приспособляемость, рост, раздражимость, подвижность и т.д.).Объектом изучения биологии является живая природа в ее естественном состоянии и целостности. (Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для вузов. — Предметом биологии как научной дисциплины является жизнь во всех ее проявлениях: Строение, физиология, поведение, индивидуальное и историческое развитие организмов, их взаимоотношения друг с другом и окружающей средой.

Этапы развития биологии

Вопрос о периодизации истории развития биологии еще не решен. В различных изданиях биология периодизируется неоднозначно.

Например, в биологии, по мнению В.Н. Лавриненко, выделяют три основных этапа: систематика (Ч. Линней), эволюционная биология (Ч. Дарвин) и биология микромира (Г. Мендель). Каждый из них связан с изменениями в понимании живого мира, основах биологического мышления, со сменой биологических парадигм.

В пособии С. Т. Мелюхина отмечается, что история развития биологии делится на пять основных этапов. Каждый из этапов связан с усвоением определенных идеологических установок, с накоплением доказательств факта эволюции, с формированием первых эволюционных представлений, а затем эволюционных концепций, с важными открытиями и обобщениями в изучении причин и законов эволюции и, наконец, с созданием развитой, реально обоснованной современной научной теории эволюции, основанной на принципах диалектико-материалистической методологии.

Первый этап, охватывающий период от античной натурфилософии до возникновения первых биологических дисциплин в современной науке, характеризовался сбором информации об органическом мире и преобладанием креационистских и наивно-трансформистских идей о происхождении органического разнообразия форм. Идеи наивного трансформизма о самопорождении живых существ, возникновении сложных организмов путем случайного сочетания отдельных органов (Эмпедокл), внезапной трансформации видов (Анаксимен), сосуществовали без конфликта с мифологическими и религиозными представлениями о том, что органический мир и Вселенная в целом остаются неизменными после божественного творения.

Второй период связан с переходом к систематизации материала, накопленного в ботанике и зоологии, и созданием первых таксономических классификаций. Наивные трансформационистские идеи были заменены метафизической концепцией инвариантности видов, основанной на философском принципе гармонии в природе Г. Лейбница. В это время накапливались доказательства эволюции. Под влиянием этих выводов, а также философских идей эпохи Просвещения началось формирование исторического подхода к объяснению целенаправленности живых существ. Первая попытка построить целостную концепцию эволюции органического мира была предпринята Ж.-Б. Ламарком. В основе его концепции лежали идеалистические утверждения об изначальной целеустремленности живых существ, о внутренней цели и стремлении живых существ к совершенству как главных причинах органической эволюции.

Третий период, начавшийся с публикации «Происхождения видов» Дарвина, был периодом революционного прорыва в биологии, утверждения в ней идеи развития и превращения ее в ведущий метод научного познания, возникновения целого комплекса отраслей эволюционной биологии и острой идеологической борьбы между различными эволюционными течениями.

Четвертый этап (с начала XX века до середины 1930-х годов) характеризовался переходом к систематическому экспериментальному изучению некоторых факторов эволюции, яростными нападками на теорию естественной эволюции, попытками противопоставить ей новые данные и обобщения из генетики и экологии.

Пятый этап характеризуется появлением в конце 1930-х — начале 1940-х годов и последующим развитием современного дарвинизма, который основан на комплексном синтезе знаний о факторах, движущих силах и закономерностях эволюции, полученных в различных областях эволюционной биологии. Поэтому современный дарвинизм называют «синтетической эволюционной теорией».

Развитие биологии в 18 и 19 веках

Более подробно рассмотрите развитие биологии в восемнадцатом и девятнадцатом веках.

Основные тенденции в изучении животного мира в восемнадцатом веке.

XVIII. Век характеризуется углублением капиталистических отношений производства и дальнейшим ростом промышленности, раскрепощением идеологии и ослаблением церковного давления на науку. Активно развивались все отрасли естественных наук. В селекции началась эра методичной селекции, приведшая к беспрецедентным успехам в сортовой и племенной селекции (Франция и Англия).

Развитие культуры и просвещения, благодаря деятельности выдающихся мыслителей, привело к росту интереса к науке, эволюции и целесообразности организации жизни. Освобождение от духовного порабощения церковью привело к появлению просвещенного общества, которое осознало необходимость изучения законов развития природы и общества. Естественные науки получили покровительство общества. В девятнадцатом веке возникла сеть университетов, музеев природы и ботанических садов, которые оказали непосредственное влияние на успех биологии в различных странах Европы.

Огромное количество материала, описывающего растения и животных, накопленное в предыдущие эпохи, и его дальнейший рост в XVIII веке, сделали необходимым для ботаников и зоологов разработку системы классификации.

Систематизация накопленного материала была завершена К. Линнеем (1707-1778), работа которого способствовала окончательной формулировке бинарной номенклатуры и построению системы организмов. Линней сформулировал свои взгляды в «Системе природы» (1735), приняв понятие «вид» за единицу классификации, разделив сходные виды на «роды», «роды» на «порядки» (позже «семейства»), а затем на «классы». К. Линней создал терминологию, определил различные части растений с точными названиями и ввел в ботанику до 1000 терминов. Классификация животных, предложенная Линнеем, выглядела следующим образом. Так животный мир был разделен на шесть классов на основании наличия крови и ее окраски, строения сердца: Черви, насекомые, рыбы, земноводные, птицы и млекопитающие.

Особенно оригинальной была классификация царства растений, в которой было описано 24 класса и более 60 порядков. Эта классификация устранила путаницу в описании растений. К концу XVIII века по системе Линнея было описано более 20 000 видов (10 000 — самим К. Линнеем).

Несмотря на новизну и удобство системы, она не гарантировала четкого определения родства между видами из-за ограничений и произвольности используемых диагностических ключей. Часто виды, далеко отстоящие друг от друга в систематическом отношении, оказываются объединенными в одну группу. Тем не менее, система Линнея была «непревзойденной в своей элегантной простоте».

Прогресс в физиологии растений и его значение для развития понимания живой природы.

Прогресс был достигнут в изучении химических свойств простых и сложных веществ, открытии кислорода, знании состава воды, углекислого газа и ряда органических веществ. Эти открытия оказали положительное влияние на дальнейшее развитие растительного мира в XVIII веке.

Открытия в области химии помогли уточнить роль растений в круговороте веществ в природе, вопросы регулирования их продуктивности и развития. В работах М.В. Ломоносова (1763) была четко сформулирована идея об участии листьев в воздушном питании растений, утверждалось, что «растения получают из воздуха материал, необходимый для их организации…».

В 18 веке изучение пола и размножения растений продолжилось. На изучение пола растений повлияли работы К. Линнея и его наблюдения за опылением растений. Наибольшего успеха добился И. Кельрейтер, который, проведя гибридизацию с 50 видами, получил множество гибридов, промежуточных между исходными родительскими парами. И. Кельрейтер пришел к выводу, что потомство у растений производится только при участии мужского и женского «семени».

Исследования в области структурной и функциональной организации животных.

XVIII век ознаменовался дальнейшим углублением представлений о структурно-функциональной организации животных.

Немецкий естествоиспытатель Хр. Рейль (1759-1813) основал журнал «Архив физиологии» (1755) с задачей публикации результатов исследований физико-химических основ жизненных явлений у животных. Он объяснил процессы жизни на основе способности материи изменяться.

Швейцарский ученый А. Галлер (1708-1777) в своих «Элементах физиологии» впервые рассмотрел сокращение мышечных волокон как проявление общего свойства — раздражимости. Он связывал движения мышц, сердца и внутренних органов с раздражительностью.

Развитие исследований в области сравнительной анатомии выявило сходство в организации различных животных. Таким образом, была выявлена общность строения человека и других позвоночных. Родилась новая наука — антропология. Французский ученый Ф. Вик д’Азор (1748-1794), сравнивая строение органов у разных животных и в пределах одного организма, пришел к идее единства их строения и функций. Он находит связь между строением нервной системы у животных разных классов и особенностями их движения, инстинктов, раздражительности и умственного развития, а также сходство в строении одних и тех же органов у животных разных классов.

В дальнейшем были продолжены исследования в области сравнительной анатомии. Их результаты были важны для развития систематики и идей о единстве происхождения животных.

Эмбриологические исследования и их значение для прогресса биологии.

Эмбриональное развитие привлекало внимание с древних времен. Однако до 18 века эмбриология находилась в зачаточном состоянии. Направления и достижения эмбриологии в XVIII веке имели не только теоретическое, но и фундаментальное методологическое значение.

В 18 веке были заложены экспериментальные основы для изучения индивидуального развития, роли мужского и женского зародыша, процесса оплодотворения.

Интенсивно развивались исследования по теме регенерации. Р. Реомюр (1683-1757) ввел термин «регенерация». А. Тремблей добился успеха в регенерации и трансплантации в экспериментах на трех видах Hydra. C. Боннет получил положительные результаты в восстановлении целого организма из изолированных участков Hydra, различных червей и утраченных органов у морских звезд, улиток, раков и саламандр. Рассматривая способность растений к регенерации, С. Бонне пришел к выводу, что регенерация — это общебиологическое явление, важное для выживания особи. Он увидел связь между явлением регенерации и бесполым размножением — делением и почкованием.

Значительное накопление материала в различных областях биологии и попытки его обобщения мало повлияли на центральную идею о происхождении живой природы, которая восходит к Средним векам. Идея сотворения живой природы, подкрепленная словами К. Линнея о том, что существует столько видов, сколько «в начале были созданы различные формы», оставалась доминирующей. Эта точка зрения вытекала из метафизического мышления биологов того времени, которые рассматривали «природу как нечто завершенное».

Идея сотворения живой природы развивалась в трех направлениях: Признание неизменности видов. Происходящие изменения видов под влиянием условий среды и гибридизация рассматривались как случайные события, т.е. как разновидности, не изменяющие специфику самого вида; признание существования вживления зародыша («преформизм»); трактовка явления органической целесообразности как изначального свойства живой природы и как результата творения.

Центральная идея биологии XVIII века об абсолютной неизменности видов осталась в качестве ее фундаментальной основы, несмотря на попытки ее пересмотра и критики сторонниками трансформизма. Трансформизм предполагал возможность постепенной эволюции живой природы от простого к сложному, включая самозарождение жизни из неорганических веществ.

Таким образом, XVIII век обогатил биологию не только новым фактическим материалом в различных направлениях, но и идеями. Основная догма биологии — идея неизменности и абсолютного постоянства видов — подверглась резкой критике. Несмотря на критику, она доминировала в науке до середины XIX века. Многие вопросы, поднятые в XVIII веке, стали предметом специального исследования в первой половине XIX века, и на их основе возникли новые научные направления. Достижения биологии в XVIII. Поэтому достижения биологии в XVIII веке следует рассматривать как предпосылку для ее дальнейших успехов.

Формирование биологии как комплексной науки и ее достижения в первой половине XIX века

Усиление промышленной революции, начавшейся в XVIII веке, оказало существенное влияние на социально-экологическую ситуацию в ряде европейских стран, что привело не только к повышению эффективности производства, но и к обострению противоречий в обществе. Увеличение доли наемного труда и его эксплуатации в промышленности, а также формирование крупных хозяйств за счет разорения мелких землевладельцев имели глубокие последствия для роста народных волнений в первой половине XIX века, предвестником которых стала Французская буржуазная революция 1789 года.

Общество почувствовало желание добиться свободы и равенства. Сформировалось несколько идейных течений, которые оказали влияние на социальное и духовное развитие начала XIX века и способствовали переосмыслению идеалов буржуазного общества. На первый план выходят учения французских утопистов и ряда немецких философских школ. Это привело к заметным изменениям в различных областях естествознания, касающихся истории происхождения и эволюции Земли, Солнечной системы, принципа сохранения и преобразования энергии, физических и химических свойств атомов и молекул, электрических явлений и т.д.

Все это нашло отражение в изучении физико-химической и структурной организации живых существ, их прошлого и настоящего. Ж.Б. Ламарк и Л.Х. Тревиранус независимо друг от друга предложили термин «биология» для обозначения комплекса дисциплин, изучающих живую природу. Была создана основа для выделения биологии как самостоятельной и комплексной отрасли естественных наук. Начало XIX века следует признать эпохой поворота исследований живой природы на качественно новый уровень, увенчавшийся фундаментальными обобщениями в различных областях биологии.

Достижения в области систематики, экологии и палеонтологии животных и растений

В систематике, благодаря работе К. Линнея, порядок был введен в смысле классификации животных и растений. Новые коллекции значительно расширили списки видов растений и животных, и главный принцип, на котором основывалась систематика Линнея: постоянство и независимое происхождение видов, был поставлен под сомнение. Классификация животных была углублена путем выделения новых классов и уточнения положения их отдельных групп, этапов последовательного генеалогического усложнения. Самой значительной была попытка определить филогенетические отношения между животными в результате их постепенной эволюции.

Были отмечены важные достижения в развитии систематики животных. Общим результатом развития систематики животных в 19 веке стало четкое разделение животных на роды, особенно позвоночных, червей и членистоногих, простейших и иглокожих. Все это имело большое значение для последующей конкретизации филогенетических отношений в животном мире.

В области систематики растений наибольшего внимания в первой половине 19 века заслужили исследования О.П. Декандоля. Его система была основана на учете анатомо-морфологических показателей, классификация зарослей начиналась с двудольных, многолистных растений. Отечественный ботаник П.Ф. Горянинов (1756), основываясь на системе А. Жюсье, разделил растения на споровые, ложносеменные (гимноспермы), однодольные и двудольные. Он был первым, кто отличил гимноспермы от зарослевых растений.

Расширена информация о географии и экологии растений и животных. Происходит переход от наблюдения к экологическому мышлению, чему способствовали исследования А. Гумбольдта (1769-1859) о зональном и вертикальном распределении растений. Выявив более 17 типов растительных формаций, он показал роль климата в определении физиономического типа растений. Швейцарский ботаник И. Турман (1848) предложил разграничить термины «флора» и «растительность» и выделить их как отдельные области изучения, что способствовало становлению геоботаники как науки.

Большую роль в развитии экологического направления сыграл К.Ф. Рулье (1814-1858). Он посвятил свое внимание изучению взаимоотношений между животными и окружающей средой. Рассматривалась роль климатических факторов и взаимодействие организмов друг с другом. В додарвиновской биологии К.Ф. Рулье связал эволюционный процесс с геологическими событиями на поверхности Земли. Он считал, что эволюция идет не только по пути увеличения организации, но и в более широком масштабе формирования разнообразия.

На рубеже XVIII-XIX веков, благодаря работам Ж. Кювье, палеонтология возникла как самостоятельная наука о вымерших животных. Палеонтология получила широкое развитие, особенно после разработки подхода к оценке стратиграфической записи, что привело к классификации стратиграфической хронологии на основе останков беспозвоночных ископаемых. Упорядочена оценка хронологической последовательности ископаемых растений и позвоночных. Эволюционный вывод еще не получил широкого признания в биологии, хотя существуют неоспоримые доказательства постепенного изменения форм жизни на протяжении всей истории Земли.

Изучение онтогенеза и эмбрионального развития животных и растений

Развитие животных и растений в течение индивидуальной жизни (онтогенез) привлекало внимание с древних времен, когда возникали вопросы наследственности, старения, смерти, влияния внешних условий и т.д. Но многие вопросы эмбрионального развития долгое время оставались загадкой. Г.И. Пандер исследовал «трансформации инкубируемого яйца в течение первых пяти дней» (1817). К.М. Бэр (1792-1876) собрал обширный сравнительный материал по тому же вопросу («История развития животных. Наблюдения и соображения»). Он подробно описал этапы эмбриогенеза цыплят и обобщил их с точки зрения изучения законов развития и строения животных. У животных К. Бэр выделял четыре типа эмбрионального развития: периферический и радиальный, удлиненный, массивный и позвоночный.

На основе сравнения развития зародышей различных животных К. Бэр сформулировал четыре закона: в каждой большой группе общее формируется раньше особенного, особенное формируется постепенно из общего, зародыши одной формы животных не проходят через взрослые стадии других форм, а сходство форм проявляется только в самих зародышах.

Значительный прогресс был достигнут в изучении развития генеративных органов, оплодотворения и строения зародыша у растений, что сыграло важную роль в становлении эмбриологии растений как самостоятельной науки. Доказано существование пола у растений, решен вопрос о прорастании семян. Изучение полового процесса и оплодотворения у животных и растений привело к выделению эмбриологии как самостоятельной науки и формированию в ней сравнительного направления, а также к разработке новых методов оценки филогенетических отношений между различными классами внутри растений и животных на основе сходств и различий на начальных этапах онтогенеза. Полученные данные в дальнейшем использовались для обоснования теории эволюции и принципов филогенетической систематики. Понимание процесса оплодотворения оказало большое влияние на развитие представлений об аппарате наследственности. Появление эмбриологии сыграло важную роль в развитии эволюционной теории.

Заключение

История современного естествознания восходит ко второй половине XV в., история биологии как комплексной науки о живой природе — к концу XVIII в. Наиболее яркие достижения в развитии биологии в XVIII-XIX вв. связаны со следующими открытиями: Принципы классификации живой природы (К. Линней), клеточное строение живых организмов (Т. Шванн и М. Шлейден — 1839), теория естественного отбора (Ч. Дарвин — 1858), законы наследственности и наследования (Г. Мендель — 1865). Этим открытиям я уделил особое внимание, а также указал на другие важные вехи в развитии биологии этого периода, благодаря чему мне удалось решить поставленные задачи, а именно обобщить, систематизировать и оценить материалы по развитию биологии XVIII-XIX веков.

Многие отрасли биологии, возникшие в XVIII-XIX веках, получили свое дальнейшее развитие в последующие периоды. В XX веке биология достигла грандиозных успехов, был сделан беспрецедентный вклад в познание живой природы, еще большие успехи и теоретический прорыв биологии ожидаются в XXI веке. По сравнению с другими направлениями она обладает необходимым преимуществом: ее научный материал накапливается в результате непосредственного наблюдения за объектом изучения — живой природой, воспринимаемой как единое целое во всем многообразии ее форм и проявлений. Благодаря этому преимуществу традиционная биология будет продолжать развиваться в будущем.

Список литературы

Биология. В 2 томах. 1 Учебник для медицинских специальностей / под редакцией В.Н. Ярыгина. — 6-е изд. — М.: Высш. шк. 2004, с.
Карпенков С.Х. Концепции современного естествознания. Учебник для высших учебных заведений. — Москва: Культура и спорт, ЮНИТИ, 1997, стр. 285-286.
Концепции современного естествознания : учебник для вузов / под ред. проф. В.Н. Лавриненко, В.П. Ратникова. — Пересмотренное издание 2 — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001. 179
Философские проблемы естествознания : учебник для аспирантов и студентов старших курсов философских и естественнонаучных специальностей. / Под ред. С.Т. Мелюхина. — М.: Высш.шк. 1985, с. 304-306.
Юсуфов А.Г. История и методология биологии: учебник для вузов / А.Г. Юсуфов, М.А. Магомедова. — М.: Высшая школа, 2003. с. 48 — 139

На странице рефераты по философии вы найдете много готовых тем для рефератов по предмету «Философия».

Здесь темы курсовых работ по философии

Читайте дополнительные лекции: