Переворот, происшедший в социально-экономической структуре общества, а именно возникновение капитализма, вызвал коренные сдвиги в науке в целом, в том числе и в биологии. Буржуазия, будучи кровно заинтересована в развитии производительных сил, способствовала бурному развитию науки, техники и сельского хозяйства.

Главным и решающим в пробуждении к наукам, и особенно к возрождению естествознания явились запросы производства. Об этом выразительно пишет Ф. Энгельс: «Когда после темной ночи средневековья вдруг вновь возрождаются с неожиданной силой науки, начинающие развиваться с чудесной быстротой, то этим чудом мы опять-таки обязаны производству. Во-первых, со времени крестовых походов промышленность колоссально развилась и вызвала к жизни массу новых механических (ткачество, часовое дело, мельницы), химических (красильное дело, металлургия, алкоголь) и физических фактов (очки), которые доставили не только огромный материал для наблюдений, но также и совершенно иные, чем раньше, средства для экспериментирования и позволили сконструировать новые инструменты. Можно сказать, что собственно систематическая экспериментальная наука стала возможной лишь с этого времени. Во-вторых, вся Западная и Центральная Европа, включая сюда и Польшу, развивалась теперь во взаимной связи, хотя Италия, благодаря своей от древности унаследованной цивилизации, продолжала еще стоять во главе. В-третьих, географические открытия, — произведенные исключительно в погоне за наживой, т. е. в конечном счете под влиянием интересов производства, — доставили бесконечный, до того времени недоступный материал из области метеорологии, зоологии, ботаники и физиологии (человека)».

Великие географические открытия способствовали расширению международной торговли, а также открытию морских путей в Индию и Америку. Из вновь открытых стран в Европу поступают неизвестные до того времени растения и животные. Так, из Америки мореплаватели ввезли в Европу картофель, табак, кукурузу, дерево какао, каучуковое дерево гевея, тыкву, фасоль, ананас, батат, а из стран Южной Азии — корицу, гвоздику, мускатный орех, черный перец. Многие из неведомых дотоле растений акклиматизируются.

С этой целью в крупных городах создаются ботанические сады, парки и цветники. Крупнейшие ботанические сады строятся в Падуе (1545 г.), Пизе (1547 г.), Болонье (1567 г.), Лейдене (1577 г.) и других городах. Создаются зверинцы, приручаются заморские животные.

Зарождающееся естествознание ведет ожесточенную борьбу со схоластическим методом в науке. Характерной чертой науки этого периода было опытное исследование природы.

Ф. Энгельс красочно охарактеризовал дух эпохи Возрождения: «Это был величайший прогрессивный переворот из всех пережитых до того времени человечеством, эпоха, которая нуждалась в титанах и которая породила титанов по силе мысли, страсти и характеру, по многосторонности и учености».

К таким гениальным мыслителям эпохи Возрождения относится итальянец Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.), великий художник, ученый и философ.

Леонардо да Винчи (автопортрет).

Его деятельность как естествоиспытателя оставила глубокий след в математике, механике, физике, химии, биологии и медицине. Леонардо родился в селении Анкиано, вблизи города Винчи. В возрасте 14 лет был отдан в обучение во Флоренцию. В этот период у него пробудился интерес к науке и живописи.

Леонардо был пламенным борцом за истинную науку. Сам о себе он писал: «Отдаваясь неугасимой жажде знаний, я мечтаю постичь происхождение многочисленных созданий природы». Познания, говорит он, вырастают из простого и чистого опыта: опыт — учитель, природа — подлинный объект философии и науки; сама природа должна научить человека действовать.

Противопоставляя истинную науку схоластике, он писал: «Истинная наука та, которую опыт заставил пройти сквозь чувства… и которая не питается сновидениями своих исследователей, но всегда от первых истинных и ведомых начал продвигается постепенно и при помощи истинных заключений к цели». Он выступал за единство науки и практики: «Изучай сперва науку и затем уже берись за практику, которая вытекает из этой науки», — говорил Леонардо. Здесь же отмечает: «Кто увлекается практикой, пренебрегая теорией, походит на мореплавателя, который пускается в путь без руля и компаса: он никогда не знает, куда плывет… Избегай тех научных знаний, результаты которых умирают вместе с их авторами».

Развитие природы, по мнению Леонардо, осуществляется по законам объективной необходимости. «Необходимость — повелительница и руководительница природы…».

Леонардо да Винчи явился реформатором средневековой анатомии. Изучать анатомию человека и позвоночных животных он стремился в динамике. Леонардо явился продолжателем начатого Аристотелем дела в области сравнительной анатомии. Он вскрывал трупы человека и позвоночных животных. В результате многолетних исследований им был написан «Трактат об анатомии» и составлен один из первых атласов по анатомии (13 папок) с прекрасно выполненными рисунками: скелета мышц, кровеносных сосудов, сухожилий, сердца, мочевого пузыря и других органов.

При изучении передних конечностей различных позвоночных животных он обнаружил единый план их строения. В рукописях Леонардо встречаются некоторые наблюдения и описания процессов обмена веществ и деятельности органов чувств.

Он как бы предвосхитил открытие процессов ассимиляции и диссимиляции.

«Мир устойчив, — пишет Леонардо да Винчи, — а тело всякого существа непрерывно умирает и непрерывно возрождается. Если ты не вернешь ему столько же пищи, сколько оно утеряло, то жизнь его ослабнет; если же ты совсем лишишь его пищи, то и жизнь полностью рушится».

Органы чувств берут свое начало в головном мозге, который Леонардо считал «седалищем души» (чувствования и мышления).

В исследованиях Леонардо нашла свое отражение проблема зарождения и развития человека. Жизнь человеческого существа, по его мнению, нужно изучать с момента зачатия и развития ребенка в матке.

Леонардо да Винчи первым стал производить наблюдения над эмбриональным ростом, выражая их в количественных и качественных показателях. Он был сторонником эпигенеза (постепенного появления органов). Так, по его наблюдениям, у плода из внутренних органов первой появляется печень, а затем другие органы. Им отмечена тесная связь плода с матерью, а также влияние душевных переживаний матери на плод. Признаки новорожденного, утверждал да Винчи, передаются «семенами» (половыми клетками) обоих родителей.

Гений Леонардо не прошел и мимо других разделов биологии. Им даны прекрасные рисунки растений и детального строения их органов. Он, можно сказать, заложил первый фундамент научной морфологии растений.

Судьба Леонардо-ученого трагична. Его научное наследие стало известно лишь долгое время спустя после его смерти. Наука последующих веков заново открыла то, к чему приближалась мысль да Винчи, ученого и изобретателя. Современники не могли оценить его достижений в науке. Экономические и политические условия в Италии в конце XV — начале XVI века не давали возможности осуществить технические изобретения Леонардо, мешали его научному творчеству. И тем не менее именно он явился одним из основоположников нового экспериментального естествознания. Своей борьбой Леонардо подготовил почву для его дальнейшего развития, в своих исследованиях наметил пути, по которым пошло естествознание XVI–XVII веков. Естествоиспытатели последующих столетий независимо от Леонардо продолжали то, что он начал. Да Винчи поставил большие научные проблемы, которые выдвинула история и которые предстояло решить совместными усилиями ученых разных стран.

К гениальным мыслителям этой эпохи принадлежат также Н. Коперник, Дж. Бруно и Г. Галилей.

Польский ученый Николай Коперник (1473–1543 гг.) был великим астрономом и творцом новой гелиоцентрической системы мира.

До открытий Коперника господствовала геоцентрическая система мира, выдвинутая ученым древности Птолемеем (II в. до н. э.). Согласно этой системе Земля неподвижна и является центром мироздания; вокруг нее вращается весь мир: Солнце, Луна, планеты и звезды. Коперник доказал несостоятельность этой теории и создал новую — гелиоцентрическую — систему мира, по которой неподвижное Солнце находится в центре Вселенной, а планеты, в том числе и Земля, вращаются вокруг него. Он доказал также суточное вращение Земли вокруг своей оси.

Учение Н. Коперника подрывало авторитет Библии и религии, поддерживавшей представление о Земле как центре Вселенной. Поэтому духовенство объявило беспощадную борьбу с учением Коперника, а его самого отлучило от церкви.

По мнению Энгельса, учение Коперника было «революционным актом, которым исследование природы заявило о своей независимости… Отсюда начинает свое летосчисление освобождение естествознания от теологии… С этого времени пошло гигантскими шагами также и развитие науки».

Коперник оказал огромное влияние на дальнейшее развитие материалистической философии и нового естествознания эпохи Возрождения и последующих эпох.

Последователем Н. Коперника был великий итальянский ученый Джордано Бруно (1548–1600 гг.). Его учение оказало огромное влияние на развитие естествознания и материалистической философии. Отстаивая прогрессивное мировоззрение, он был неутомимым борцом против церкви, схоластики и религиозного мракобесия. Он боролся против экономической и политической власти церкви, а ее служителей называл жуликами и шарлатанами.

Бруно развил гелиоцентрическую систему мира, созданную Н. Коперником. Он впервые высказал мысль об историческом развитии миров, а также о постоянных геологических изменениях, происходящих на Земле. Бруно утверждал, что материя и движение неразрывны, хотя движение понимал чисто механистически. Он требовал опытного познания природы, но наряду с опытом он отводил существенную роль разуму в процессе познания.

Свои атеистические и материалистические обобщения Бруно высказал в произведениях «О бесконечности вселенной и мирах», «Изгнание торжествующего зверя» и других.

Но «святая» инквизиция беспощадно расправилась с ненавистным ей обличителем: в 1600 году в Риме, на Площади цветов, великий ученый Джордано Бруно был сожжен на костре.

Галилео Галилей (1564–1642 гг.) — гениальный итальянский астроном и физик.

Будучи материалистом, он признавал бесконечность мира, вечность материи и ее неуничтожимость. Материя, по его взглядам, состоит из атомов, движущихся по законам механики.

В познании законов природы Галилей требовал опытного исследования. Опыт он считал единственным источником знания. Он развивал идеи Коперника о строении Вселенной. При помощи изобретенного им телескопа он сделал ряд открытий. Проследил фазы вращения Венеры вокруг Солнца, открыл спутников Юпитера, пятна на Солнце и на Луне, исследовал Млечный Путь.

Гениальные открытия Галилея в области астрономии были существенным вкладом в развитие гелиоцентрической системы и в то же время опровергали геоцентрическую систему Птолемея. Ему, как и его современнику Джордано Бруно, инквизиция не простила смелой революционной борьбы за новое материалистическое мировоззрение. Галилей был предан суду инквизиции, после которого вынужден был скрывать свои взгляды, от которых он до конца своей жизни не отступил.

Естествознание в целом, а также и биология в эпоху Возрождения начинают дифференцироваться на отдельные дисциплины. Появляются самостоятельные отрасли знаний такие, как ботаника, зоология, анатомия, зачатки эмбриологии и физиологии животных. В XVI веке выделяется целая плеяда выдающихся ученых — анатомов, эмбриологов и физиологов. Одно из ведущих мест в этих отраслях знаний принадлежит Падуанской школе (Сервет, Евстахий, Везалий, Фаллопий и многие другие).

В основу всех исследований ученых этой школы ложится метод непосредственного наблюдения и опыта. Факты, добытые в области анатомии, эмбриологии и физиологии, представляют большую ценность для науки. Но ученые этого времени еще не могли полностью освободиться от слепой веры в авторитет Аристотеля и Галена, и поэтому в таких теоретически важных проблемах, как зарождение и развитие, в области сравнительной анатомии человека и животных они смогли достигнуть гораздо меньшего, чем античные ученые.

Наибольший интерес ученых XVI столетия вызывает анатомия и физиология животных и человека.

Одним из основоположников ряда крупнейших школ анатомов, в том числе и Падуанской, является профессор медицины в Париже Жак Дюбуа (1478–1555 гг.), известный под именем Сильвия. Он до конца своих дней оставался верным последователем «отца анатомии» Галена и выступал против своих учеников (Везалия и других), стремившихся критически пересмотреть, исправить и дополнить учение Галена. Оставаясь в теории догматическим приверженцем Галена, своими практическими исследованиями Сильвий внес значительный вклад в анатомию и существенно содействовал изменению характера преподавания. Он впервые в истории преподавания анатомии ввел демонстрацию препаратов и вскрытие трупов на лекции.

Ученик Сильвия Андрей Везалий (1514–1564 гг.), талантливый анатом, еще двадцатитрехлетним юношей занял должность профессора анатомии в Падуе. Курс свой он читал интересно и живо, и потому к нему на лекции собиралось по 400–500 слушателей.

В 1543 году он выпустил знаменитый труд «Семь книг о строении человеческого тела». Это был цикл читаемых им лекций по анатомии, которые он сопровождал, как и его учитель Сильвий, демонстрацией препаратов и вскрытием.

Труд его был прекрасно иллюстрирован таблицами и рисунками. Везалий был одним из тех, кто творчески, критически подошел к наследию Галена и Аристотеля. Он выступал против слепой веры в «галенизм», тормозившей развитие научной мысли.

До выхода в свет анатомических трудов Везалия все сведения по анатомии черпались из работ Галена и его арабских комментаторов. Везалий перестроил анатомию на точных методах научного исследования, исправил многие ошибочные положения Галена в области сравнительной анатомии человека, которую «отец анатомии» создавал только на основании вскрытия обезьян и других животных, не имея дела с трупами человека. Везалий же является создателем описательной и топографической анатомии. Он обстоятельно описал строение внутренних органов (книга V), сердца и кровеносной системы (книги III и VI) и нервно-мозгового аппарата (книги IV и VII).

Работа мозга, по мнению Везалия, обусловливается деятельностью «жизненного духа» и воздуха, который будто бы проникает при вдыхании в желудочки мозга. Пронизывая вещество мозга, «жизненный дух» вместе с находящимся в желудочках воздухом преобразуется в «животный дух», который и вызывает к жизни главнейшие функции души: движения, ощущения и прочие свойства. Наивность и идеалистичность этих умозаключений Везалия в наши дни совершенно очевидны.

Однако и те сведения о строении организма человека, которые удалось добыть Везалию, достались ему дорогой ценой. За анатомические исследования человека ученый был объявлен колдуном и осужден на смерть «святейшей» инквизицией в Мадриде, где он состоял лейб-медиком при королях Карле V и Филиппе II. Везалий спасся от казни лишь тем, что предпринял поездку в Иерусалим. Но на обратном пути он потерпел крушение у острова Занте и здесь умер в болезнях, лишенный всех средств.

После ухода Везалия из Падуи кафедру его занял Фаллопий (1523–1562 гг.). В 1561 году вышел в свет его труд «Анатомические исследования». В этой книге большое место Фаллопий уделяет дискуссии с Везалием в защиту Галена. Описав детально отдельные части черепа, он исправил и некоторые ошибки Везалия. Но самым ценным в «Анатомических исследованиях» Фаллопия было то, что он первым начал изучать строение зародыша человека на отдельных этапах развития и сравнивать его со строением взрослого организма. Ученый установил, что голова у зародыша человека имеет больше частей, чем у взрослого, что строение кровеносной системы у зародыша и у взрослого различно. Он открыл каналы, соединяющие матку с яичниками, на-званные по его имени фаллопиевыми трубами, и описал мускулы лица, строение уха, зубов и других органов человеческого тела.

Благодаря работам Фаллопия от анатомии человека отпочковывается новая отрасль науки — эмбриология.

Физиология человека, как отмечалось выше, была довольно высоко развита в Древнем Китае и у арабов. В европейских странах основоположником этой науки был Сервет (1509–1558 гг.). Он занимался анатомией и изучал процесс кровообращения у человека. Но одновременно он чрезвычайно интересовался вопросами богословия.

Основной труд Сервета — «Восстановление христианства». Эта книга является обличением религии. Она проникнута свободомыслием и отходом от «правоверия». В ней были вкраплены также отдельные высказывания по физиологии человека. В частности, Сервет описал некоторые пути малого круга кровообращения.

Церковь объявила труд Сервета вредным, а его самого опасным еретиком. Он вынужден был скрываться от преследования инквизиции под чужим именем. Сервет бежал в Париж, где начал было усердно заниматься медициной. Но и здесь кровавая инквизиция нашла его. Сервет перебрался в Женеву, надеясь там найти более спокойное убежище. Однако вскоре он был схвачен и по специальному приказанию диктатора-фанатика Кальвина сожжен на медленном костре (в течение двух часов). Его труд, за исключением двух-трех случайно оставшихся экземпляров, тоже был сожжен на костре.

Так «святая» инквизиция расправлялась с неугодными ей учеными, боровшимися за развитие материалистического естествознания в эпоху Возрождения.

Как было отмечено выше, эпоха Возрождения знаменует собой начало многочисленных путешествий, сопровождающихся открытием новых стран и целых материков.

Растительность и животный мир вновь открытых стран вызывали научный и экономический интерес у европейцев. В Европу поступает масса нового растительного сырья, которое необходимо было изучить с точки зрения сельскохозяйственной практики, медицины и промышленности. Главной задачей естествоиспытателей является необходимость разобраться в массе накопленного материала, произвести инвентаризацию, классификацию флоры и фауны. В это время появляются первые попытки детального описания и классификации известных ботаникам растений. Появляются многочисленные травники с описанием растений, с зарисовками и указанием их лечебных свойств. Один из первых таких травников-справочников в Европе появляется в 1596 году под названием «Картина растений», а в 1620 году выходит травник Каспара Баугина. В этих травниках подробно описывается около 6 000 видов растений.

В Китае первый травник появился значительно раньше, в 1406 году (автором его был принц Чоу).

В начале XVI века стали применять сбор и сохранение растений в засушенном виде (гербарий). Первый гербарий был приготовлен болонским профессором Лукой Гиной.

Развитие медицины вызывает организацию «аптекарских садов», которые впоследствии преобразуются в ботанические сады. Первые «аптекарские сады» организуются в Италии, а затем и в других странах Европы. Для тропических растений строятся оранжереи. В ботанических садах создаются гербарии растений всех стран света, а также производится их акклиматизация.

В травниках делается попытка классификации растений. Первым систематиком растений был Фукс, расположивший известные ему растения в алфавитном порядке. Затем швейцарец Конрад Геснер (1516–1665 гг.) создает классификацию растений на основании строения цветков и плодов. Он подходит к понятию рода как условного объединения растений, имеющих те или иные общие признаки.

Геснер был одним из крупнейших энциклопедистов XVI столетия, человеком весьма одаренным и широко образованным. Врач по специальности, профессор естествознания, переводчик древних авторов, лингвист, он вложил очень много труда в пропаганду научных знаний. Им написаны многотомные труды по ботанике, зоологии и минералогии.

В энциклопедии «Всемирная библиотека», состоящей из нескольких томов, он дал библиографию и практическую оценку всех известных в то время книг на греческом, латинском и древнееврейском языках.

Важнейшим трудом Геснера является его пятитомная энциклопедия животных, напечатанная в 1551 году под саморекламным названием «Книги Конрада Геснера по истории животных, труд, в высокой степени полезный и в равной мере весьма приятный для философов, врачей, грамматиков, поэтов и всех, изучающих различные предметы и языки». В первом томе описаны млекопитающие, во втором — яйценесущие четвероногие, в третьем — птицы, в четвертом — водные животные, главным образом рыбы, в пятом дается характеристика различных насекомых и иных беспозвоночных.

Геснер придерживается единого плана: описание животных дается на нескольких языках, в нем содержатся сведения о родине и распространении животного, его морфология и анатомия, общебиологические данные (экология, деятельность, болезни и т. п.), значение животных в жизни человека. Все сведения о животных и растениях Геснер почерпнул из огромной прочитанной им мировой литературы, а также из собственных наблюдений.

Наряду с научными данными у него встречаются фантастические, баснословные повествования субъективного антропоморфического характера. Особенно там, где речь идет об «уме и нравах» животных. Например, аиста он характеризует следующим образом: «В аисте нас удивляет его природный ум и благоразумие, чувство справедливости и благодарности, умеренность и естественное нерасположение к некоторым другим птицам». Об осле же он говорит, что это животное терпеливее всех других вьючных относится к лишениям, побоям, голоду и чрезмерному труду, но что нравом он нелеп, «душой неблагодарен», упрям(не умеет уступать дорогу встречным), однако узнает знакомый ему голос человека и запоминает несколько раз пройденный им путь.

Крупнейшим ботаником того времени был Шарль Леклюз, описавший флору восточной Европы, Испании и Индии.

Наиболее точно и научно поставил проблему систематики растений итальянский ученый и философ Цезальпино Андреа (1519–1603 гг.). Классификации растений он уделил особо важное место. Указав на великое разнообразие и множество произведений природы, на путаницу, которая существовала до сих пор у писателей по ботанике, и на возрастающие сокровища ботанического мира, он заявляет: «В этом громадном множестве растений, по моему мнению, недостает того, в чем больше всего нуждается всякая другая беспорядочная толпа: если это множество растений не будет разделено на отряды, подобно армии, то все будет в нем в беспорядке и волнении. И это действительно бывает теперь при изучении растений, потому что ум обременяется беспорядочным накоплением предметов, и вследствие этого происходят бесконечные ошибки и ожесточенные споры».

Классификацию растений он строит на анализе сходства и отличий признаков, беря за основу строение семян и плодов. Все растения делит на цветковые и бесцветковые. Цветковые подразделяет на деревья, кустарники и травы.

Его труд по ботанике состоит из шестнадцати книг, из которых первая содержит общие сведения о растениях, а остальные пятнадцать посвящены описанию отдельных видов растений.

Цезальпино не только ботаник-систематик, но и прогрессивно мыслящий философ эпохи Возрождения, вобравший в себя мудрость античных философов, отвечающий на практические запросы своего времени. Как человек синтезирующего и философского ума, он совершенно заслуженно был назван «Аристотелем XVI века».

Труды Цезальпино оказали существенное влияние на развитие систематики и ботаники в целом.

В XVI веке начинает зарождаться капиталистический способ производства. Капиталистические отношения проникают и в сельское хозяйство, стимулируя его развитие. Сельское хозяйство, обогащенное новыми формами культурных растений, завозимых в Европу из вновь открытых стран, оказывало влияние и на формирование новой ботаники и научной агрономии. Пер-вый агрономический труд, написанный Бернаром Палисси, появился в 1563 году под названием «Рассуждения о различных солях и земледелии». В этой работе автор на первый план выдвигает вопросы удобрения полей, чтобы вернуть полям те вещества, которые были взяты из почвы с урожаем. Он считал, что «не навоз является причиной увеличения урожая, а те соли, которые образуются из соломы и сена при сгнивании». В доказательство своего мнения он ссылается на опыт землевладельцев, сжигавших на полях солому и таким образом обогащавших почву минеральными солями. Однако эта истина, открытая Палисси, долгое время оспаривалась.

Характеризуя обстановку той эпохи, Ф. Энгельс отмечал, что «в области биологии занимались главным образом еще накоплением и первоначальной систематизацией огромного материала, как ботанического и зоологического, так и анатомического и собственно физиологического… Здесь только ботаника и зоология достигли приблизительного завершения благодаря Линнею».