Энгельс развивает основные положения диалектического материализма о материи и движении, пространстве и времени; конкретизирует определение диалектики, формулирует три основных закона диалектики и показывает, что "диалектические законы являются действительными законами развития природы и, значит, имеют силу также и для теоретического естествознания".
Стержневой идеей "Диалектики природы" является классификация форм движения материи и соответственно этому классификация наук, изучающих эти формы движения. Низшая форма движения – это простое перемещение, высшая – мышление. Основные формы, изучаемые естественными науками: механическое, физическое, химическое и биологическое движение. Каждая низшая форма движения переходит посредством диалектического скачка в высшую форму. Каждая высшая форма движения содержит в себе как подчиненный момент низшую форму, но не сводится к ней. На основе этого учения о формах движения материи Энгельс строит диалектико-материалистическую классификацию естественных наук, где каждая из наук "анализирует отдельную форму движения или ряд связанных между собой и переходящих друг в друга форм движения".
Опираясь на эту стержневую идею, Энгельс последовательно рассматривает диалектическое содержание математики, механики, физики, химии, биологии. При этом в математике он выделяет проблему кажущейся априорности математических абстракций, в астрономии – проблему происхождения и развития Солнечной системы, в физике – учение о превращении энергии, в химии – проблему атомистики, в биологии – проблему происхождения и сущности жизни, клеточную теорию, дарвинизм. Переход от естествознания к истории общества образует разработанная здесь Энгельсом трудовая теория происхождения человека.
Рассматривая все эти проблемы, Энгельс не ограничивается простой констатацией того или иного естественно-научного открытия, но, применяя диалектико-материалистический метод, по-новому интерпретирует важнейшие достижения естествознания. Так, например, говоря о значении открытия Р. Майера и других ученых, установивших закон сохранения энергии, Энгельс подчеркивает, что специфически новым в этом открытии была именно формулировка абсолютного закона природы: любая форма движения способна и вынуждена превращаться в любую другую форму движения. Энгельс обогащает понимание закона сохранения энергии, выдвигая положение о том, что энергия неуничтожима не только в количественном, но и в качественном отношении, что в бесконечной вселенной ни одна из форм движения, превращаясь в другие формы движения, не может совершенно исчезнуть как таковая. Или, говоря о всемирно-историческом значении открытия Дарвина, Энгельс вместе с тем указывает, что Дарвин отвлекался от причин изменения организмов, подвергает критике одностороннее представление, абсолютизирующее "борьбу за существование", подчеркивает роль среды в развитии организмов и роль обмена веществ как их определяющей функции.
Применяя диалектико-материалистический метод, Энгельс решает ряд проблем современного ему естествознания, намечает пути дальнейшего развития науки и предвосхищает некоторые из ее позднейших завоеваний. Так, например, Энгельс решил вопрос о двоякой мере движения; анализируя противоречия современного ему учения об электричестве, он предвосхитил теорию электролитической диссоциации.
В отличие от большинства современных ему ученых Энгельс защищает и развивает мысль о сложности атомов: "Атомы отнюдь не являются чем-то простым, не являются вообще мельчайшими известными нам частицами вещества". Энгельс гениально предвидел существование частиц, являющихся аналогами математических бесконечно малых величин различных порядков. Современное учение о строении материи подтвердило и продолжает подтверждать взгляды Энгельса относительно сложности атома и его неисчерпаемости. Точно так же, развивая понимание материи как единства притяжения и отталкивания, Энгельс указал на принципиальную возможность существования такого вида материи, которая – говоря языком современной физики – не имеет массы покоя, что и подтвердили открытия XX века.
В "Диалектике природы" Энгельс впервые сформулировал свое определение жизни: "Жизнь есть способ существования белковых тел". Это определение явилось отправным пунктом в исследовании вопроса о происхождении и сущности жизни.
Одной из крупнейших заслуг Энгельса является разработка трудовой теории антропогенеза. В блестящем очерке "Роль труда в процессе превращения обезьяны в человека" Энгельс с непревзойденным мастерством выясняет решающую роль труда, производства орудий в формировании физического типа человека и в образовании человеческого общества, показывая, как из обезьяноподобного предка в результате длительного исторического процесса развилось качественно отличное от него существо – человек.
Во всех отраслях науки Энгельс поддерживает, выдвигает на первый план и развивает дальше передовые воззрения и теории. В частности, он высоко оценивает научный подвиг великого русского ученого Д. И. Менделеева, создавшего Периодическую систему химических элементов. Вместе с тем Энгельс решительно борется с теми представлениями, которые уже не соответствовали новейшим достижениям науки и тормозили дальнейший прогресс исследования. Так, например, он подвергает глубокой критике гипотезу Р. Клаузиуса – У. Томсона – Й. Лошмидта о так называемой "тепловой смерти" вселенной. Энгельс показывает, что эта модная гипотеза противоречит правильно понятому закону сохранения и превращения энергии. Принципиальные положения Энгельса о неуничтожимости движения не только в количественном, но и качественном смысле и о невозможности, в связи с этим, "тепловой смерти" вселенной наметили путь, по которому пошло дальнейшее развитие передового естествознания.
Вскрывая диалектику природы, Энгельс на протяжении всего своего труда ведет непримиримую борьбу против различного рода антинаучных тенденций среди представителей естествознания – против вульгарного материализма, метафизики, идеализма и агностицизма, против одностороннего эмпиризма и механицизма, спиритизма и иных влияний.
Само собой разумеется, что за прошедшие десятилетия бурного развития всех естественных наук отдельные частности "Диалектики природы" и, прежде всего, тот фактический материал, на который опирался Энгельс, – не могли не устареть. Устарела, например, космогоническая гипотеза Канта – Лапласа, из которой исходил Энгельс. Окончательно отвергнута механическая гипотеза эфира. Установлено, что скорость электрического тока не может превышать скорости света. Однако все это не затрагивает существа "Диалектики природы". Общая методология и общая концепция этой книги сохраняют и будут сохранять свое непреходящее значение.
Главное в "Диалектике природы" – это ее метод, материалистическая диалектика. Энгельс с необычайной силой показал здесь роль теоретического мышления, роль метода в познании мира. "Презрение к диалектике не остается безнаказанным", ибо без теоретического мышления "невозможно связать между собой хотя бы два факта природы или уразуметь существующую между ними связь", а диалектика как раз и "является единственным, в высшей инстанции, методом мышления, соответствующим теперешней стадии развития естествознания".
В "Диалектике природы" более полно, чем в других произведениях основоположников марксизма, разработаны такие проблемы и категории диалектики, как причинность, необходимость и случайность, классификация форм суждения, соотношение индукции и дедукции, роль гипотезы как формы развития естествознания и многие другие.
Даже и в незавершенном виде это гениальное произведение поражает богатством и глубиной своего теоретического содержания. "Диалектика природы" представляет новый этап в развитии диалектического материализма. Здесь Энгельс существенно развил материализм и диалектику и наметил путь к решению основных проблем современного ему естествознания.
Энгельсу не удалось завершить работу над "Диалектикой природы". После смерти Маркса на плечи Энгельса легли все обязанности по изданию рукописей Маркса и по руководству международным рабочим движением. После смерти Энгельса рукопись "Диалектики природы" в течение тридцати лет лежала под спудом в архивах германской социал-демократии. Впервые она была издана в Советском Союзе в 1925 году.
Некоторые положения "Диалектики природы" стали известны читателю уже в последней четверти XIX века благодаря тому, что Энгельс использовал их в ряде своих опубликованных произведений, и прежде всего в таких, как "Анти-Дюринг", "Людвиг Фейербах и конец классической немецкой философии" и введение к английскому изданию "Развития социализма от утопии к науке".
Идеи "Анти-Дюринга" и "Диалектики природы" получили дальнейшее развитие в труде В. И. Ленина "Материализм и эмпириокритицизм", где было дано философское обобщение того огромного естественно-научного материала, который накопился к началу XX века. Эти идеи были развиты далее в "Философских тетрадях" Ленина и в его программной статье "О значении воинствующего материализма". Ленин не знал "Диалектики природы", но, опираясь на созданный Марксом и Энгельсом диалектический материализм, он в целом ряде принципиальных вопросов пришел к тем же выводам и развил дальше те положения, которые Энгельс сформулировал в "Диалектике природы".