A mechanisztikus világkép megjelenése a tudományokban

A mechanisztikus világkép uralkodóvá válása világosan megnyilvánul a korabeli tudományok szemléletmódjának mechanisztikus jellegében és fejlődésük sajátos tendenciáiban. A XVIII. századi tudományos gondolkodásban a mechanisztikus szemléletmódot legjellegzetesebben képviselő newtoni mechanika lesz a tudományosság mintaképe.

Hatása alatt alakul ki a fizika több diszciplínája, alapvetően befolyásolja az ezekben az évtizedekben kifejlődő tudományos kémia jellegét és döntő mértékben hozzájárul az élővilágról kialakított korabeli elgondolásokhoz is.

2.2.1. A mechanisztikus fizika világképe

A mechanika esetében sikeres eljárásokat hamarosan alkalmazni tudták a fizika minden jelenségkörére, így a gázokra, folyadékokra, az elektromos, mágneses, optikai és égi mechanikai problémákra is. Ebben a folyamatban lényeges szerepet játszott az is, hogy a mechanika kialakulásával párhuzamosan létrejött a differenciál- és integrálszámítás.

A mechanika olyan objektumokat definiál, amelyek egyszerűek, vagyis egy-két adattal maradéktalanul jellemezhetőek, nincsenek belső szabadsági fokaik, vagyis nincsen belső szerkezetük, adottságaik változatlanok, környezetüktől jól elkülönülnek, egymással való kapcsolataik egyneműek, jól definiáltak (pl. erőként), az ilyen objektumokból felépített rendszer szerkezete átlátható, az egész rendszer természete nem tér el az objektumétól.

A lehetséges változások csakis a környezet hatására mehetnek végbe, de fontos az is, hogy amíg egy mechanikai objektum az egyik relációban pusztán elszenvedi a környezet hatását, ugyanakkor egy másik szituációban maga válik környezetté s így az objektum-környezet viszony teljesen viszonylagos. (Ezt a viszonylagosságot is tartalmazza Newton III. törvénye.) A mozgás a mechanikai objektum egyik állapota, ami változatlan környezetéhez viszonyítva értelmezhető.

Az ily módon elgondolt világ leírásához lehet konstruálni alkalmas matematikai nyelvezetet. A matematikának, mint a természet leírására szolgáló nyelvnek Galilei és Descartes által szorgalmazott fejlesztése Newton és Leibniz munkássága révén alapvető eredményeket produkált. A differenciál- és integrálszámítás módszerei a változó mennyiségekmatematikai kezelését is lehetővé tették.⁴⁹Így a mechanikai elméletben alkalmazott állandó és változó mennyiségek értelmezése egységes matematikai leírást kaphatott, amelyben számokkal és az azokon értelmezett függvényekkel minden mechanikai probléma világosan megfogalmazhatóvá, s igénybe véve az aritmetika és a matematikai analízis eljárásait, tanulmányozhatóvá vált. A newtoni mechanika efféle célokra alkalmasabb formáját előbb Leonhard Euler (1707-1783) alakította ki, aki újrafogalmazta a newtoni tömegpont-mechanikát, majd pontrendszerekre, merev és rugalmas testekre és folyadékokra is alkalmazható változatait dolgozta ki. De alig valamivel később Joseph Louis Lagrange (1736-1813) már az analitikus mechanika ma is használatos változatát állította elő. Lényegében azt mondhatjuk, hogy a XVIII. század végére a newtoni mechanika elvei, összekapcsolva a matematikai analízis fejlettebb változataival, lehetővé tették az egész fizikai világ egységes, kvantitatív leírását.

Ebben a világban minden érthető, kiszámítható. A gondolkodás előtt nem maradhat semmi rejtve; a jövő, akárcsak a múlt, a világ pillanatnyi állapota és az ismert mechanikai törvények által egyértelműen determinált. Semmi sem vonhatja ki magát az univerzális determináció hatálya alól, minden szükségszerűen történik úgy, ahogy történik, a valóságban véletlen nincsen, ha mégis véletlennek tűnik valami, akkor ott tudatlanságunk mutatkozik meg. Egy elegendően körültekintő, figyelmes és jól számoló lény előtt múlt és jövő egyaránt feltárul, számára minden teljesen és egyértelműen megismerhető. (Erre a feladatra lenne képes például a Pierre Simon Laplace (1749-1827) által elképzelt lény, az un. Laplace-démon.)

Ugyanezt fogalmazza meg filozófiai nyelven Holbach is:

"a világegyetemben minden összefügg: ez hatalmas láncolata az okoknak és okozatoknak, melyek szüntelenül egymásból következnek. Hacsak kicsit is gondolkozunk, fel kell ismernünk, hogy

49K. A. Ribnyikov:A matematika története(Tankönyvkiadó, Budapest 1968)

minden, amit csak látunk, szükségszerű és nem létezhet másképpen. Minden, ami látható vagy láthatatlan, meghatározott törvények szerint működik..."⁵⁰

De Holbach számára ez a determináltság univerzális filozófiai alapelv, vagyis amellett is érvel, hogy ugyanígy meghatározottak a társadalom mozgásai is, például:

"...nincs a forradalomban rombolóként vagy áldozatként résztvevőnek egyetlen tette, egyetlen szava, egyetlen gondolata, egyetlen akarása, vagy egyetlen szenvedélye, amely ne volna szükségszerű, amely ne hatna előírt módon, amely elkerülhetetlenül ne érné el a maga hatását...

Mindez világos lenne egy olyan értelem számára, amely ismerné és áttekintené a forradalom szereplőinek összes testi és lelki akcióit és reakcióit."⁵¹

Sőt, Holbach számára az is fontos, hogy a természeti és társadalmi folyamatok egymással is összefüggésben állnak.

Ezt írja például: "Talán Líbia sivatag terein gyülekeznek annak a viharnak a kezdetei, mely a szelek szárnyán hozzánk érkezik, megváltoztatja atmoszféránkat, és befolyásolja egy olyan ember vérmérsékletét és szenvedélyeit, aki adottságai révén sok emberre tud hatni, és aki saját kénye-kedve szerint fog dönteni nemzetek jövendő sorsáról."⁵²

2.2.2. A tudományos kémia létrejötte

Az anyagok természetére, tulajdonságaira, átalakulási folyamataira vonatkozó, ősidőkre visszanyúló tapasztalatok rendkívüli sokaságát értelmezik a különféle indíttatású és sikerességű alkimista eszmék történeti változatai.

Az efféle tapasztalatok gyakran az emberek mindennapi életéből eredtek, mint például a sütés, a főzés, az erjedés, a megbetegedés vagy a gyógyulás esetében, vagy a különféle technológiák (mint például a fazekasság, a bányászat vagy a kohászat) létrejöttével, működtetésükkel és javítgatásukkal voltak kapcsolatosak. Ezek a különféle hasznosítható, gyakran mesterségekhez, technikákhoz kötődő ismeretek alkották a kémiai ismeretek egyik jelentős csoportját. Ezektől jól elkülöníthetők voltak azok az eljárások, elgondolások, amelyektől hangsúlyozottan nem gyakorlati hasznot reméltek, hanem teoretikus, gyakran spekulatív, esetenként misztikus célok (bölcsesség, örök ifjúság, tökéletesség, stb.) megközelítését. Mindazonáltal a két szférának vannak közös részei: anyagok, kísérleti eljárások és eszközök, továbbá eredmények is. A különböző korokban kidolgozott alkimista értelmezések időnként a spekulatív célokat, máskor a gyakorlatias célokat követték s természetesen gyakorta egyaránt reflektáltak mindkét ismeretszféra eredményeire. Ezért az egyik alkimista tan inkább tűnhet tudományosnak, míg a másik teljesen misztikus lehet.

A mechanisztikus világkép kibontakozásával összhangban zajló folyamatban megfigyelhetjük, hogy a XVII.

századtól kezdődően egyrészt előtérbe kerülnek, felértékelődnek és nagymértékben szaporodnak a gyakorlatban is hasznosítható kémiai ismeretek, hiszen ezek révén elérhető valaminő konkrét cél, megvalósulhat valamiféle emberi uralom. Másrészt a misztikus tanok elleni küzdelem s a racionális magyarázatokra való erőteljes törekvés következtében elvetik az alkimista tanítások spekulatív elemeit s más tudományágak – persze mindenekelőtt a newtoni mechanika – módszereit követve próbálják értelmezni a kémiai jelenségeket. Mindezek következtében a XVIII. század végére létrejön a racionálissá tett,modernértelemben is tudományosnak tekinthetőkémia.

A modern kémia kialakulásánál is észrevehetjük a mechanisztikus világkép fejlesztőinek – korábban is említett – két elkülönülő táborát: a gyakorlati problémákra érzékeny, tevékenykísérletezőt, aki mindenekelőtt műhelyében, laboratóriumában otthonos, és az inkább a tudomány, a filozófia berkeiben járatostudóst, aki az eredmények rendszerbe foglalásában érdekelt. (Persze ebben a csoportosításban is sok az átfedés.) Mindenesetre figyelemre méltó, hogy a XVII-XVIII. század során sok gyakorlati kémiai problémát megoldottak, főként olyanokat, amelyeket a textilipar (kénsav és szódagyártás), a kohászat (a faszenet szénnel helyettesítő technológiák), vagy a bányászat vetettek fel; anélkül, hogy a problémák egy egységes kémiai elméletbe illeszthetők lettek volna. (Ugyanolyan folyamatról van itt is szó, mint amit már a gépezetépítő feltalálók esetében is említettünk.) Ezeknek a munkáknak sok felfedezés lett a mellékterméke, sok új elemet fedeztek fel (kobalt, mangán, nikkel, urán, tellúr, klór, hidrogén,

50Holbach:A természet rendszere44. o.

51Uo. 45. o.

52Uo. 45-46. o. Talán éppen ezen a ponton lenne érdemes felfigyelni a mechanisztikus eszményeket érvényre juttató felvilágosodás szemléletmódjában rejlő kedvezőtlen tendenciára. Ahogyan Horkheimer és Adorno észrevette:

"Mindaz, ami nem akar igazodni a kiszámíthatóság és hasznosság mércéjéhez, gyanús a felvilágosodás számára. Ha egyszer zavartalanul, külső elnyomás nélkül kibontakozhat, nincs többé megállás... A felvilágosodás totalitárius."

(Horkheimer- Adorno:A felvilágosodás dialektikája22. o.)

nitrogén), sokat változtak az analízis módszerei, a reakciók lezajlásának leírására un. affinitási táblázatokat szerkesztettek, és így tovább.

Másrészt döntő jelentőségre tett szert a mesterségek és a tudomány képviselőinek közös munkálkodása révén végbement "pneumatikai forradalom",⁵³ agázokvizsgálatában való lényeges haladás. Ennek a fizikában és a kémiában egyaránt olyan lényeges következményei lettek, mint a vákuum felfedezése, vagy a gázok közötti minőségi különbségek megállapításával a reakciók anyagmérlegének radikális pontosítása. Kitűnt, hogy a levegő (és hamarosan a víz is) felbontható s így nem lehet elem. Az égés változatainak megfigyelése az oxigén felfedezéséhez vezetett.

A XVII-XVIII. század kémikusainak ezen tapasztalatok értelmezésére kifejtett elgondolásait át- meg áthatották a mechanisztikus világfelfogás eszményei. A kémiai tapasztalatoknak, mint kizárólag anyagi folyamatoknak a megértéséhez – egyre nagyobb tudatossággal – alkalmazták azanyag megmaradásának elvét. A kémiai folyamatok során az anyag szerkezete, elrendeződése változik meg, valamilyen "mélységig". A folyamatokban változatlannak tekinthető összetevők a kémiai elemek. A változásokat, a változásokra való hajlamot, a kémiai affinitást is mechanikai elvek alapján próbálják értelmezni, például maga Newton is, vagy egy más modell alapján Rogerius Josephus Boškovic (1711-1778). Az égés flogisztonelmélete a mechanisztikus felfogáshoz híven egy külön anyagfajta feltételezésével nyújt magyarázatot: az égés flogiszton-leadás. (A termikus jelenségek magyarázatához egy további anyagfajtát, a hőanyagot fogják majd bevezetni. Ezekben az elgondolásokban az a fontos, hogy a gondolkodók – amennyire képesek rá – az érthetetlen jelenségeket meg szeretnék szabadítani misztikus vonásaiktól, s a mechanika eszközeivel hozzáférhető létezővel, valamilyen anyagfajtával reprezentálják őket.)

A mechanisztikus természetszemlélet alkalmazhatóságát a kémiában Robert Boyle hirdette meg aThe Skeptical Chymistcímű 1661-ben megjelent munkájában.⁵⁴Kémiai elemtana azonban nem annyira gyakorlatias, mint inkább filozófiai indíttatású. Mihail Vasziljevics Lomonoszov (1711-1765) a fizikai és kémiai szemléletmód összekapcsolására törekedett s a mesterség és tudomány szempontjait is együtt kívánta alkalmazni. Az elemekre vonatkozó elgondolása közel áll John Dalton (1766-1844) atomelméletéhez, a vegyülés mechanikai értelmezését szorgalmazta. Jelentős hatása azonban nem neki, hanem a francia Antoine Laurent Lavoisier-nek (1743-1794) lett.

Lavoisier a modern kémia megalapozójának számít, főműve a Traité Elémentaire de Chimie, amely 1789-ben jelent meg, a kémia Principiájának tekinthető. Lavoisier is a tömegmegmaradás elvét követte, és elemtanában következetes mechanicista álláspontot foglalt el: az elemiségnek gyakorlati kritériuma van. Elem az, ami a kísérleti tapasztalatok alapján a kémiai folyamatokban nem változik. Az égésre vonatkozó oxigénelméletének alapján a savak, bázisok, sók többségét jól el lehetett különíteni, reakcióikat egyértelműen ki lehetett kalkulálni. Így a kémiai folyamatok is beilleszthetőkké váltak a mechanisztikus világ kiszámíthatóan működő hatalmas gépezetébe.

2.2.3. Az élővilág a mechanisztikus világképben

Annak ellenére, hogy "a XVIII. század végéig nincsen pontos határ az élőlények és a dolgok között ... az élő törés nélkül folytatódik az élettelenben"⁵⁵, s így az élővilág objektumai is nagyobb nehézségek nélkül beilleszthetők a mechanikai világrendszerbe, talán mégis érdemes megemlíteni néhány sajátos szempontot az élővilág mechanisztikus értelmezésével kapcsolatban is.

A XVII-XVIII. század sok új felfedezése értelmezhető volt a gépezetnek tekintett élőlények "szerkezetének"

feltárásaként, mintegy saját hozzájárulásával is megerősítve a mechanisztikus világkép paradigmájának érvényességét. Kétségtelenül ilyen szerepet is játszott William Harvey (1578-1657) leírása a vérkeringés mechanizmusáról. Továbbá ebből a szempontból is érdekes Hooke mikroszkóppal végzett megfigyelései alapján kialakított véleménye az élők sejtes szerkezetéről. A sejtnek az élővégső, tovább már nem oszthatóelemeként való felfogása az élő szerkezetét hasonlóan elgondolhatóvá teszi a fizikai vagy kémiai anyag szerkezetéhez.

Alátható struktúraanalízise nem csak az egyes egyedek szerkezetének elemzésében, de a fajok azonosításában, a különféle fajok egymáshoz való viszonyának megállapításában is alapvető szerepet kapott a korszakban. A svéd Karl von Linné (1707-1778) az élő fajokosztályozásának, a taxonómiának a megalapítója. Körülbelül hetvenezer

53L. Bernal fentebb idézett könyve 343. oldalát.

54Hronszky I.-Varga M.:Történeti – tudományelméleti megjegyzések a kémiáról. A kémia újabb eredményei 42. kötet (Akadémiai, Budapest 1978)

55F. Jacob:A tojás és a tyúk. Az élők logikája(Európa, Budapest 1974) 48. o.

fajt sorolt rendszerbe, pusztán a megfigyelhető eltérésekre alapozva. Felfogásában minden faj stabil természettel rendelkezett, fejlődésről, vagy akár csak kihalásról nem lehetett szó.⁵⁶