Позже, когда Энгельс от краткого плана своей книги перешел к расширенному, к трем первоначальным наукам были добавлены две науки: 1) в качестве более абстрактной— математика (поставленная перед механикой, как это показано в первом дополнении (а) к краткому плану) и 2) в качестве более конкретной — биология (поставленная после химии).
Теперь встала задача не только проследить, как осуществляется переход от одной науки к другой, но и раскрыть диалектическое содержание каждой из них в отдельности. Здесь и сказалась необходимость рассматривать принципы и категории диалектики как инструменты теоретического анализа (поскольку они отражают определенные стороны и связи самой объективной действительности), но не как положения, к которым в качестве поясняющих примеров приводится фактический естественнонаучный материал.
В главе о математике Энгельс уделяет особое внимание анализу основных математических понятий (число, величина и др.). Поскольку он рассматривает всю математику как результат абстракции количественной стороны вещей и явлений и их связей и отношений от качественной, вещественной стороны, здесь на первый план выступают категории качества и количества.
Затем идет разбор математических приемов («диалектических вспомогательных средств и оборотов»), и здесь на первый план выступает диалектическое противоречие — прямого и кривого, отрицательного и положительного, конечного и бесконечного, прерывного и непрерывного. Это есть более полное раскрытие противоречия качества и количества, с которого начался анализ.
Особенно выпукло такие противоречия Энгельс вскрывает в области высшей математики (в дифференциальном исчислении).
Наконец, следуя принципам материалистической теории познания, Энгельс ищет и находит для математики ее вещественные лрообразы в действительном мире (источники, откуда генетически заимствовались математические понятия и приемы). Это делается в первую очередь для математического бесконечного. Такова глава I «Математика».
Так как математика с ее математическими абстракциями трактуется Энгельсом как вспомогательное средство для механики, как самой абстрактной из естественных наук, то этим намечается естественный переход от нее к механике. Механику Энгельс берет в двух разрезах: как небесную механику и как механику земных масс В первом случае здесь встает прежде всего необходимость рассматривать (вслед за Кантом и Лапласом) механику неба как процесс развития, идущий от простейших форм материи (абстрактного) к более сложным и развитым (конкретному). Поэтому здесь прежде всего выступают именно эти две категории диалектики — абстрактное и конкретное.
Здесь снова, но уже в более конкретном виде, выступает противоречие между основными формами движения— между притяжением и отталкиванием; это находит свое отражение в анализе приливного трения, оказывающего тормозящее воздействие на вращение Земли, что было открыто тем же Кантом, который выдвинул и космогоническую гипотезу происхождения солнечной системы из первоначальной вращающейся туманности.
Рассмотрением проблемы, связывающей вращение Земли и лунное притяжение, намечается, переход от механики неба к механике земных масс. Здесь в первую очередь выступает понятие «сила», поскольку речь идет о процессах, происходящих только в рамках механики и не выходящих за ее границы. «Сила» и есть та категория механики, которая выражает количественное сохранение движения в данной его форме (скажем, механического движения) и его перенос в этой форме от одного тела к другому.
Если же совершается превращение данной формы движения в другую, то в области механических явлений мерой этого движения становится уже не импульс, а кинетическая энергия («живая сила»). С этих позиций Энгельс разъясняет суть спора между математиками XVII—XVIII вв. о мере движения. Таково содержание главы II «Механика». В конце ее намечен прямой переход к следующей главе, центром которой становится учение об энергии, как мере движения, о ее количественном сохранении и качественном превращении ее форм.
Первой и простейшей из таких физических форм, непосредственно примыкающей к механическому движению, является теплота.
Именно раскрытие — сначала чисто эмпирическое, а затем и в теоретической форме — ее связи с механическим движением и их взаимного превращения друг в Друга явилось важнейшим отправным пунктом для познания основного физического закона движения — закона сохранения и превращения энергии.
История его открытия, как показывает Энгельс, свидетельствует о том, что восхождение от единичного через особенное к всеобщему есть не только общий закон всякого познания, но и закон, следуя которому ученые приходят к открытию новых законов природы. Тем самым здесь диалектика раскрывает свои логическую и теоретико-познавательную функции. Поэтому именно здесь показано, как «работают» названные три категории диалектической логики.