С естествознанием, которое оставило все аллегории, отмечает Добролюбов, связаны успехи в изучении природы. Эти успехи позволяют нам составить более правильный взгляд на мир, освобождают наше сознание от предрассудков (см. 3, 2, 434). Современная наука, опираясь на факты, отказывается повсеместно от мечтательных теорий и темных гаданий, тем самым сделав основным и единственным положительный метод исследования. Для передовой науки, констатировал Добролюбов, характерна тесная связь естествознания и философии. «…Естественные науки, — писал он, — сделали… огромный шаг вперед, примиривши философские рассуждения о силах природы с результатами опытных исследований над материею» (3, 2, 328). При этом он подчеркивал, что для середины XIX в. характерно не только стремление естествоиспытателей к материалистической философии, но и стремление философов-материалистов к естествознанию. «Нынешние молодые люди, — читаем мы у Добролюбова, — если уж занимаются естественными науками, то соединяют с этим и философию природы, в которой опять следуют… наиболее смелым и практическим из учеников Гегеля» (3, 2, 328–329). Опираясь на естествознание и в то же время будучи методологической основой дальнейшего развития науки, материалистическая философия сохраняет свое значение и ни в коем случае не заменяется, как утверждали позитивисты, естественными науками. Материалистические положения являются незыблемыми истинами, имеющими более широкое основание, чем истины конкретных наук, что, кстати, позволяет, заняв верную философскую позицию, отделить в естественных науках действительное содержание от фантастического.
Естественные науки обратились к материальным исследованиям, имеющим практическое значение для повседневной жизни людей. Однако как раз это совсем не по душе идеалистам и церковникам. Добролюбов приводил взгляды «заслуженного профессора» В. Ф. Берви. Тот настаивает, писал Добролюбов, чтобы физические исследования имели в виду не познание изменений и действий материи, а отыскивали в материи дух, эфир, жизненную силу и т. п., т. е. что-нибудь «чувствам недоступное» (см. 3, 2, 330). Берви не хочет принадлежать нашему времени, продолжает он, и стремится остановить его, он надеется провести в науке средневековые, схоластические принципы. На место опытного исследования природы Берви и Другие идеалисты ставят пустую риторику, метафизику, ссылки на сверхъестественное. Они не допускают возможностей научного изучения природы и общественной жизни, а это и есть проявление их партийной позиции. Так понимал их деятельность Чернышевский, так понимал ее и Добролюбов. Не случайно он пишет статью, посвященную анализу френологических изысканий Матвея Волкова. Волков выразил грубо и прямолинейно то, о чем в завуалированной форме говорили Берви, Г. М. Кикодзе и другие русские идеалисты. С точки зрения Волкова, «„приступающего“ к френологии с приемами истинного ученого», иронически замечал Добролюбов, революционное настроение пролетариата во Франции 1847–1848 гг. можно объяснить тем, что у французов в голове сильны органы разрушительности и противоборства, а органы рассудка и благоволительности слабы (см. 3, 2, 473; 475–477). Наличие пролетариев в буржуазном обществе Волков объяснял тем, что все они глупцы, бессильны, небрежны, ленивы и т. п. Выводы френологии, иронически заключал Добролюбов, сводят изучение истории к правильному ощупыванию головы.
Критическая работа Добролюбова в отношении естествознания помогала ему не только вскрыть несостоятельность идеалистического подхода к научному познанию и доказать необходимость органической связи материализма и передового естествознания, но и позволила познакомиться с конкретными достижениями физиологии, психологии и других наук. Эти знания активно использовались Добролюбовым при решении философских проблем.