1.9. Основные проблемы современной биологии
К основным проблемам современной биологии относятся:
– строение и функции макромолекул (структурно-функциональное соответствие);
– регуляция функций клетки (согласованность внутриклеточных процессов);
– индивидуальное развитие организмов (дифференцировка клеток и морфогенез);
– историческое развитие организмов (механизмы и направление эволюции);
– происхождение жизни (механизмы химической эволюции и переход к эволюции биологической);
– биосфера и человечество (устойчивость биосферы к антропогенному воздействию).
Сформулированные проблемы помимо очевидного фундаментального и практического значения, имеют также эвристический смысл, поскольку фактически соответствуют основным точкам глобального непонимания сущности живого вообще.
Однако, в настоящее время существуют сомнения, что биология в ее современном виде способна существенно продвинуться в решении этих проблем. Основная критика ученых направлена на используемые сейчас в биологии представления и методологию. Вот высказывания некоторых ученых о состоянии в биологии.
В самой последней своей статье С. Мейен пишет: "Смена модных тем для теоретического обсуждения и философского осмысления создает впечатление динамичности биологического познания. Однако это впечатление обманчиво. Биология уже давно вступила в полосу теоретической стагнации, и среди наиболее обсуждаемых идей новых нет вообще. Популярные темы для дискуссий не выходят за рамки определенного господствующего мировоззрения, а широко обсуждаемые якобы новаторские идеи по существу являются лишь вариантами доминирующих сейчас или пользовавшихся популярностью в прошлом идеи...Устойчивость и тематика дискуссий и выдвигаемых альтернатив указывает на то, что фундаментальные проблемы биологии остаются в действительности нерешенными".
По мнению Ю. Шрейдера: "Оказалось, что занятия биологией только как наукой, имеющей дело с конкретными фактами и логическими выводами, буквально невозможны. Биолог-ученый обязан отдавать себе отчет в природе изучаемой им реальности, в средствах и методах ее изучения и, наконец, в том, как вообще возможно знание о живых объектах".
"Биология как система знаний до сих пор мало изучена... Это говорит о слабо выраженном самоосознании биологии. Может ли социальная роль науки осуществляться удовлетворительно (не говоря -- оптимально!) без рефлексии, регулярного самомониторинга?.. Среди функций биологии ее описательная и даже объясняющая роль сегодня уже далеко не так ценны, как деятельность, открывающая путь к управлению процессами в живой природе, к био- и экотехнологиями. Именно последняя форма деятельности больше всего страдает без осознания наукой самой себя" (К. Хайлов).
Одной из причин подобного состояния заключается в склонности к натурализации биологической реальности. "Дело в том, что биологическая жизнь как объект изучения (науки) не является непосредственно наблюдаемой. Это, скорее, наши объективации, приписанные "биологической природе", обусловленные методами изучения в биологии, поддержанные практиками использования биологических знаний. Даже столь очевидные сегодня представления, как естественный отбор, получены не столько из обобщения наблюдений за биологическими объектами, сколько дедуктивным и конструктивным (в плане идеально типических построений) путем" (В.Назаров).
Другая причина заключается, по-видимому, в объективной неоднородности объектов изучения. "Основной путь формирования образа биологии в современных условиях -- мозаичный" и, по крайней мере в ближайшем будущем, ожидать достижения единства биологии не приходится" (В.Крисаченко).
А. Любищев и Ю. Шрейдер делают еще более сильное утверждение, полагая существование в биологии разных, несводимых друг к другу уровней реальности. "Я думаю поэтому,- писал Любищев,-- что совершенно невозможно отразить существование разных уровней бытия, практически несводимых друг к другу и пользующихся разными формами причинности, разным характером законов и пр." В формулировке Шрейдера высказанная методологическая установка звучит так: "Существуют различные уровни реальности. Скажем, таксон реален по-другому, чем входящий в него организм. И не следует пытаться редуцировать эти уровни друг к другу. Идея, что реальность носит фактически многоуровневый характер, помогает снять ненужные споры о реальности таксонов или теленомических факторов эволюции".
В конечном счете, делается вывод, что если биологическая реальность многоуровневая или даже мозаичная ("суть жизни" каждого уровня организации, пишет К.Хайлов, заключена в нем самом, в его собственно "глубине"), то не имеет смысла говорить вообще о биологических законах в том смысле, как о них говорят, например, в физике.
Вряд ли можно согласится с настолько пессимистичной позицией. Из того, что до настоящего времени не удалось существенно продвинуться в решении вышеприведенных проблем, вовсе не следует отказываться от естественно научного подхода в пользу гуманитарного или переходить к, как нам кажется, эклектичным понятиям (например, понятие "диспозитива"), имеющим малое отношение к принципам научного познания.
"… в наше время биолога все больше интересуют ситуации, существенно различающиеся позицией исследователя или характером воздействия на жизненные процессы. В этом случае естественнонаучный подход теряет свою значение, уступая место гуманитарному". (В.Розин)
"Что я пытаюсь ухватить под этим именем (диспозитива), - пишет Фуко,- так это, во-первых, некий ансамбль - радикально гетерогенный,- включающий в себя дискурсы, институции, архитектурные планировки, регламентирующие решения, законы, административные меры, научные высказывания, философские, но также моральные и филантропические положения,-- стало быть: сказанное, точно так же, как и несказанное, – вот элементы диспозитива".
Переход к подобным ансамблям смыслов полностью снимает вопрос о достоверности и опровержимости научного знания, то есть фактически устраняет науку вообще. Еще не все возможности естественно научного подхода опробованы. Определенное замедление в развитии биологии может означать, что для исследования биологических систем нужно строить другие онтологии и теоретические конструкты, а не пытаться копировать подход физики.
"Степень зрелости современного биологического знания как раз вполне достаточна для перевода всех дискуссий и споров такого рода на рельсы продуктивного диалога, а не лобовой конфронтации". Однако, как быть толерантным, если исследователь отождествился с собственной концепцией, "влип" в биологическую реальность, которую он же сам и породил? Выход один - "распредметить" биологическую реальность, отрефлектировать собственный подход, попробовать встать в заимствованную позицию по отношению к другому исследователю" (В. Борзенков).
То есть, во-первых, действительно нужно отрефлексировать, методологически проанализировать имеющиеся (и собственный) подходы, парадигмы, дисциплины, предмет. Подобная рефлексия в свою очередь требует задания определенного "пространства описания". Координаты такого пространства могут быть следующие: анализ методологических установок, контекстов использования знаний, характера онтологии, форм организации и обоснования знаний, основных этапов формирования.
И второе, что нужно сделать для методологической организации биологического знания - это создать схемы, фиксирующие связи и отношения, объединяющие разные подходы, парадигмы и предметы. Эти схемы будут описывать частично саму организацию биологического знания, частично гипотетические связи и формы организации жизни в рамках биологической реальности. По мере развертывания биологических исследований и практик подобные связи и формы из разряда гипотетических могут переходить в категорию реальных (конечно, для данного достигнутого уровня развития биологии). При таком подходе удастся решить и ряд старых проблем биологической науки.
Развитие биологии может привести к возникновению науки, которую известный биолог Дж. Бернал назвал истинной биологией: "биология – это в основном описательная наука, больше похожая на географию. … Несомненно, должна существовать также подлинная и общая биология. Истинная биология в полном смысле этого слова была бы наукой о природе и активности всех организованных объектов, где бы они ни находились – на нашей планете, на других планетах солнечной системы или в иных звездных системах".
В контексте нашего рассмотрения возникает вопрос о роли биофизики в решении биологических проблем и становлении "истинной биологии".
- Глава 1. Методология биологии и биофизики
- 1.1. Предмет и основные задачи курса истории науки
- 1.2. Наука, научная методология. Методология и проблемы в биологии и биофизике
- 1.3. О научном методе в общем
- 1.4. О научной методологии чуть более строго
- 1.5. Что такое научное знание и как оно развивается
- 1.6. Методология об этапах развития научного знания
- 1.7. Эвристика индивидуального научного поиска
- 1.8. Определение, методология и проблемы биологии
- 1.9. Основные проблемы современной биологии
- 1.10. Определение, методология и проблемы биофизики
- Глава 2. От протознания к естественной истории (от первобытного общества к эпохе Возрождения)
- 2.1. У истоков биологического знания
- 2.2. Культурный переворот в античной Греции: от мифа к логосу, от теогонии к возникновению природы
- 2.3. Эллинизм как синтез восточной и древнегреческой науки
- 2.4. Отношение к образованию и к науке в средневековье
- 2.5. Эпоха Возрождения и революция в идеологии и естествознании
- 2.5.1. Изобретение книгопечатания
- 2.5.2. Развитие науки в период становления капитализма
- 2.5.3. Новые организационные и материальные возможности раз-вития науки
- 2.5.3.1. Организация Академий наук
- 2.5.3.2. Открытие обсерваторий
- 2.5.3.3. Открытие ботанических садов
- 2.5.3.4. Организация музеев
- 2.5.3.5. Публикация трудов Академий
- 2.5.3.6. Создание библиотек
- 2.5.3.7. Изобретение приборов
- 2.5.3.8. Путешествия
- 2.5.4. Разработка новых принципов познания
- 2.5.5. Развитие принципов естественнонаучного познания природы в трудах Бэкона, Галилея и Декарта
- 2.5.6. Лейбниц и идея «лестницы существ»
- 2.5.6. И. Ньютон
- 2.5.7. Французский материализм XVIII века
- 2.6. Создание Российской Академии наук
- 2.6.1 Исторические условия создания ран
- 2.6.2. Первые учреждения ран
- 2.6.3. Социо-культурные условия формирования науки в России
- Глава 3. От естественной истории к современной биологии (биология нового времени до середины XIX в.)
- 3.1. Развитие ботанических исследований
- 3.1.1. Попытки классификации растений в XVI веке
- 3.1. 2. Систематика и морфология растений в XVII веке
- 3.1.3. Развитие микроскопической анатомии растений в XVII веке
- 3.1.4. Система к. Линнея
- 3.1.5. Попытки создания «естественных» систем в XVIII веке
- 3.1.6. Зарождение физиологии растений
- 3.1.7. Развитие учения о поле и физиологии размножения растений
- 3.2. Развитие зоологических исследований
- 3.2.1. Описания и попытки классификации животных в XVI – XVII веках
- 3.2.2.Зоологические исследования в XVIII веке
- 3.2.3. Изучение ископаемых организмов
- 3.3. Развитие исследований по анатомии, физиологии, сравнительной анатомии и эмбриологии животных
- 3.3.1. Анатомия животных и человека в XVI – XVII веках
- 3.3.2. В. Гарвей и становление физиологии
- 3.3.3. Микроскопическая анатомия и изучение простейших
- 3.3.4. Физиология в XVIII веке
- 3.3.5. Становление сравнительной анатомии
- 3.3.6.Эмбриология животных. Преформизм и эпигенез
- 3.4. Господство метафизического мировоззрения в естествознании XVII – XVIII веков
- 3.4.1. Достижения биологии XVII – XVIII веков
- 3.4.2. Господство метафизического мышления
- 3.4.3. Концепция постоянства видов и преформизм
- 3.4.4. Идеалистическая трактовка органической целесообразности
- 3.5. Возникновение и развитие представлений об изменяемости живой природы
- 3.5.1. Допущение ограниченной изменчивости видов
- 3.5.2.Представление о "естественном сродстве" и "общих родоначальниках".
- 3.5.3. Фактор времени в изменении организмов.
- 3.5.4. Последовательность природных тел. "Лестница существ".
- 3.5.5. Идея «прототипа» и единства плана строения организмов
- 3.5.6. Идея трансформации органических форм
- 3.5.7. Идея самозарождения и ее отношение трансформизму
- 3.5.8. Естественное возникновение органической целесообразности
- 3.6. Первая попытка создания концепции эволюции органического мира (Ламарк и его учение)
- 3.6.1. Ламарк. Краткие биографические сведения
- 3.6.2. Философские воззрения Ламарка
- 3.6.3. Сущность жизни по Ламарку
- 3.6.4. Представления Ламарка о происхождении жизни
- 3.6.5. Развитие от простого к сложному и градация форм по Ламарку
- 3.6.6. Отрицание реальности видов
- 3.6.7. Причины развития живой природы по Ламарку
- 3.7. Основные черты учения ч. Дарвина
- 3.7.1. Зарождение эволюционной идеи ч. Дарвина
- 3.7.2. Содержание теории эволюции ч. Дарвина
- 3.8. Создание и развитие эволюционной палеонтологии
- 3.8.1. Роль теории ч. Дарвина в перестройке палеонтологии
- 3.8.2. В. О. Ковалевский и создание эволюционной палеонтологии
- 3.8.3. Попытки ламаркистского истолкования данных палеонтологии
- 3.8.4. Развитие палеонтологического метода в трудах л. Долло
- 3.8.5. Обнаружение новых ископаемых форм
- 3.9. Создание эволюционной эмбриологии животных
- 3.9.1. Сравнительное изучение эмбрионального развития
- 3.9.2. Создание а. О. Ковалевским и и. И. Мечниковым эволюционной эмбриологии
- 3.9.3. Подтверждение гомологии зародышевых листков позвоночных и беспозвоночных
- 3.9.4. Проблемы происхождения многоклеточных организмов
- 3.10. Перестройка сравнительной анатомии на основе Дарвинизма
- 3.10.1. Возникновение филогенетического направления
- 3.10.2. Учение о гомологии
- 3.10.4. Новая трактовка зоологических типов
- 3.10.5. Кризис филогенетического направления в морфологии
- 3.11. Развитие филогенетической систематики животных
- 3.11.1. Представления ч. Дарвина и э. Геккеля о принципах
- 3.11.2. Эмбриологическое направление в систематике
- 3.11.3. Пересмотр основных типов в систематике животных
- 3.12. Развитие физиологии животных и человека
- 3.12.1. Общая характеристика развития физиологии XIX веке
- 3.12.2. Новые физиологические методы
- 3.12.3. Организация первых физиологических лабораторий и
- 3.12.4. Развитие физиологии в отдельных странах
- 3.12.5. Достижение физиологии в XIX столетии
- 3.13. Развитие эмбриологии растении
- 3.13.1. Ч. Дарвин и раскрытие значения перекрестного опыления
- 3.13.2. Изучение зародышевого мешка и пыльцевых зерен. Выяснение э. Страсбургером и и. Н. Горожанкиным механизма оплодотворения
- 3.13.3. Дальнейшие исследования процесса оплодотворения. Работы в. И. Беляева, м. Трейба, с. Г. Навашина и других
- 3.13.4. Открытие с. Г. Навашиным двойного оплодотворения
- 3.14. Начало перестройки морфологии и систематики растений на эволюционной основе
- 3.14.1. Поиски свидетельств филогенетического единства
- 3.14.2. Разработка систематики низших растений
- 3.14.3. Первые попытки создания филогенетических систем в трудах э. Краузе и ю. Сакса
- 3.14.4. Филогенетические системы конца XIX века. Разработка
- 3.14.5. Позднейшие системы растений
- 3.15. Оформление физиологии растений в самостоятельную науку
- 3.15.1. Продукты и схемы процесса фотосинтеза
- 3.15.2. Пигменты растений
- 3.15.3. Фотосинтез и различные факторы среды
- 3.15.4. Почвенное питание растений
- 3.15.5. Азотное питание растений
- 3.15.6. Осмос и передвижение растительных соков
- 3.15.7. Транспирация растений
- 3.15.8. Дыхание и брожение
- 3.15.9. Рост растений
- 3.15.10. Раздражимость и движение растений
- 3.15.11. Экспериментальная морфология растений
- 3.16. Изучение процесса размножения клеток
- 3.16.2. Детальные описания митозов во второй половине 70-х годов
- 3.16.3. Выяснение невозможности «свободного образования» клеток
- 3.17. Эволюционная теория во второй половине XIX века
- 3.17.1. Дарвинизм — единственная подлинно научная теория
- 3.17.2. Борьба за утверждение дарвинизма
- 3.17.3. Неоламаркизм и его разновидности
- 3.17.4. Телеологические концепции эволюции
- 3.17.5. Предтечи мутационной теории эволюции
- 3.17.6. Особенности развития эволюционной теории в России
- 3.17.7. Гипотеза «органического», или «совпадающего», отбора
- 3.17.8. Первые экспериментальные доказательства эффективности естественного отбора
- Глава 4. Становление и развитие современной биологии (с середины XIX в. До начала XXI в.)
- 4.1. Изучение физико-химических основ жизни
- 4.1.1. Первые попытки создать специфическую физику и химию живого
- 4.1.2. Создание теорий химического строения, жиров, углеводов и белков
- 4.1.3. Появление калориметрии
- 4.1.4. Первые успехи в изучении природы биокаталитических реакций
- 4.1.5. Разработка биохимических основ учения о питании
- 4.1.6. Открытие витаминов и коэнзимов
- 4.1.7. Открытие гормонов
- 4.1.8. Создание новых методов
- 4.1.9. Структура и функции белков
- 4.1.10. Изучение структуры нуклеиновых кислот
- 4.1.11. Биосинтез белка
- 4.1.12. Решение проблемы аэробного дыхания
- 4.1.13. Создание представлений о системе биохимических обменных процессов
- 4.1.144. Исследования в области молекулярной биоэнергетики
- 4.1.15. Попытки реконструировать предбиологическую эволюцию
- 4.2. Микробиология и ее преобразующее воздействие на биологию
- 4.2.1. Открытие микроорганизмов
- 4.2.2. Учения о брожениях, открытие анаэробиоза
- 4.2.3. Опровержение л. Пастером теории самопроизвольного зарождения микроорганизмов
- 4.2.4. Формирование представлений о микробной природе инфекционных заболеваний. Подтверждение л.Пастером микробной теории инфекционных заболеваний
- 4.2.5. Золотой век медицинской микробиологии
- 4.2.6. Фагоциторная концепция и.И. Мечникова
- 4.2.7. Развитие гуморальной теории иммунитета
- 4.2.8. Практическое применение иммунизации и химиотерапии
- 4.2.9. Открытие антибиотиков
- 4.2.10. Разработка методов микробиологических исследований
- 4.2.11. Изучение участия микробов в природных процессах.
- 4.2.12. Открытие хемосинтеза. Создание почвенной и экологической бактериологии
- 4.2.13. Физиология и биохимия микроорганизмов
- 4.2.14. Изучение фотосинтезирующих и азотфиксирующих бактерий
- 4.2.15. Теория биохимического единства жизни
- 4.2.16. Морфология и цитология микроорганизмов
- 4.2.17. Систематика микроорганизмов, построение филогенетического древа
- 4.2.18. Молекулярная палеонтология
- 4.2.19. Практическое использование биосинтетической и трансформирующей деятельности микробов
- 4.2.20. Проблема управляемого культивирования
- 4.2.21. Основные этапы развития генетики микроорганизмов
- 4.2.22. Генетика бактерий
- 4.2.23. Изучение трансформации, трансдукции, конъюгации и лизогенной конверсии
- 4.3. Возникновение и развитие вирусологии
- 4.3. 1.Открытие вирусов
- 4.3.2. Биоразнообразие вирусов
- 4.3.3. Этапы развития вирусологии
- 4.3.4. Развитие концепции о природе вирусов
- 4.3.5. Принципы организации вирусов
- 4.3.6. Вирусы бактерий
- 4.3.7. Вирусы как возбудители заболеваний человека
- 4.3.8. Вирусы и рак
- 4.3.9. Применение вирусов
- 4.3.10. Интерферон
- 4.4. Развитие клеточной теории во второй половине XIX века, начало цитологических исследований, изучение структуры клетки
- Развитие цитологии в первой половине XX века
- Хромосомная теория наследственности
- Новые методы исследований
- Ультраструктура клетки
- Проницаемость клеток и модели мембраны
- Цитология во 1950-1980 гг.
- Деление клеток и его регуляция
- Симбиотическая теория
- Современная клеточная теория
- 4.5. От экспериментальной эмбриологии к генетике эмбриогенеза
- 4.6. Основные направления в физиологии животных и человека
- 4.7. Экология и биосфера
- 4.8. Антропология и эволюция человека
- Библиографический список