Тема 2.4. Основные концепции и перспективы биологии

Представления о сущности жизни с древнейших времен до наших дней. По преданию первым стал вскрывать животных, чтобы описать увиденное, Алкмеон (VI в. до н.э.) и наблюдал за развитием куриного эмбриона.

В телах природы Аристотель выделяет две стороны: материю и форму. Форма - причина и цель превращений. Принцип развития есть душа. Существуют души трех родов:

1) питающая,

2) чувствующая и

3) разумная.

Аристотель выделил 4 царства природы:

1 - неодушевленное - существует

2 - растительное - существует, размножается

3 - мир животных - существует, размножается, двигается

4 - мир человека - существует, размножается, двигается и мыслит

Наблюдая за эмбриональным развитием животных, Аристотель обнаружил, что это развитие является направленным и целесообразным. В результате он формулирует принцип энтелехии, согласно которому природа есть “самореализующаяся целесообразность”, а причиной развития является внутренняя цель. Это вывод справедлив для процессов индивидуального развития живых существ и не противоречит современной генетике развития.

Энтелехия Аристотеля не бессмертна. Она не существует вне тела. Так как тело смертно, то и душа смертна.

Согласно Эпикуру, душа, как и все тела природы, тоже состоит из атомов и вне тела не существует. Нет мирового разума, все в природе происходит по естественным причинам. Счастье состоит в наслаждениях духовных и материальных и его следует искать в земной жизни, так как потусторонней жизни не существует.

Клавдий Гален (130-200), врач, анатом и физиолог полагал, что каждый орган человеческого тела был создан богом в наиболее совершенной форме и в предвидении той цели, для достижения которой этот орган предназначен. Таким образом, целесообразность живого получает теологическое объяснение.

Теология определяет и средневековые воззрения на природу. Мир создан богом, он - реальное воплощение его идей. Если для человека античной эпохи природа - действительность, то для средневекового - лишь символ божества. Помимо этого несовершенного мира вещей существует мир трансцендентный.

По Декарту (1596-1650) существуют две самостоятельные, независимые друг от друга субстанции: материальная с атрибутом протяженности, и духовная с атрибутом мышления. Оба начала подчинены третьему - богу. Природа, в том числе живая, огромный механизм. Организмы - автоматы, машины. Психические функции - реакции таких механизмов на внешние воздействия. Человек отличается наличием духовной субстанции, образующей разумную душу.

Лейбниц (1646-1716) также считал, что мир физический и мир психический автономны, но находятся в гармонии, причиной которой есть Бог.

Спиноза (1632-1677) утверждал, что Природа не знает цели. Она существует по необходимости. Нельзя спрашивать, для чего существуют вещи, можно спрашивать, почему они существуют так, а не иначе.

И все же для каждого думающего человека вопрос “для чего” актуален, интересен, имеет смысл и нуждается в ответе.

В 17-18 веках живые организмы рассматривались по аналогии с механизмами. У Ламеттри этот подход отражен в названии его книги “Человек-машина” (1747). Гораздо позднее В.Ру (1850-1924) в своей книге “Механика развития” утверждал: организм - механическая сумма его частей.

Так сформировалось направление в естествознании, которое получило название механицизм. Механицизм заключается в стремлении все явления жизни объяснить законами механики.

В 19 веке появляется критическое отношение к механицизму: жизнь не может быть понята с точки зрения действия механизмов. Организм есть целостность, а не конгломерат частей.

Кант (1724-1804) приходит к выводу, что жизнь и ее законы принципиально непознаваемы, специфичность явлений жизни дает опору телеологии, а следовательно, и религии; жизнь является прекрасным примером непознаваемой “вещи в себе”.

Гегель (1770-1831): природа есть продукт абсолютного духа, находящегося в процессе диалектического саморазвития. Развиваясь, абсолютный дух обнаруживает себя, становится природой. Поднявшись до той ступени развития, которая называется человеком, всемирный дух возвращается к самопознанию. Природа есть неполное отображение духа. Человек - высшая форма, в которой проявляется абсолютный дух. В организме идея полагает себя как цель, и только понятие цели раскрывает сущность органического.

По крайней мере три положения здесь не вызывают сомнения: саморазвитие, самопознание и целесообразность.

По Гете (1749-1832) вопрос о цели, вопрос “зачем” - не научен; значительно дальше продвигает нас вопрос как. Таким образом, Гете ставит вопрос о причинном объяснении и происхождении целесообразности органического мира.

Шеллинг (1775-1854) говорил о необходимости физико-химического объяснения жизни. Однако сущность жизни, по его мнению, необъяснима на этом пути.

Спенсер (1820-1903) : “...жизнь, как деятельное начало, неизвестна и не может быть познана... Хотя ее проявления и доступны нашему пониманию, но проявляющаяся в них сущность не может быть постигнута мыслью”. По мнению Спенсера, “жизнь можно определить как постоянное приспособление внутренних отношений к отношениям внешним”, причем живое отличается от неживого целесообразной реакцией на воздействия внешних условий.

В середине 19 века немецкий физик Р.Клаузиус пришел к выводу:”Энтропия Вселенной стремится к максимальному значению”. Это означает, что во Вселенной имеется тенденция к неупорядоченности, т.е. к состоянию равновесия, при котором все дальнейшие изменения устраняются.

В мире живых организмов этого не происходит. В течение миллиардов лет эволюции наблюдается постепенное усложнение организации. Живым существам присуща пространственная и функциональная организация, которую они способны поддерживать.

Г.Дриш (1908): органическое целое больше суммы его частей, после сложения частей обнаруживается некий остаток, в котором как раз и заключена сущность жизни, не улавливаемая путем рассмотрения организма как механической системы (Дриш использует понятие “энтелехии”, которая означает способность образовывать форму, которая отлична от материи).

В работах Дриша в наиболее полной форме проявился витализм, в основе которого лежит принцип несводимости явлений жизни к силам и законам неорганического мира. Витализм утверждает, что в живых телах присутствует особый фактор, которого нет в неживом, например, жизненная сила, душа и т.п.

Сильной стороной витализма была критика механистических представлений о биологической причинности. Ряд феноменов, которые витализм считал специфическими для биологических объектов (способность к саморегуляции, усложнение строения, достижение одного результата разными способами) рассматриваются в современном естествознании как типичные проявления процессов самоорганизации любых достаточно сложных систем, а не только живых.

Н.Бор: “ни один результат биологического исследования не может быть однозначно описан иначе как на основе понятий физики и химии”, но с другой стороны, жизнь есть “основной постулат биологии, не поддающийся дальнейшему анализу”. Физико-химические методы оказываются дополнительными по отношению к биологическим, они не противоречат друг другу, но оказываются принципиально несовместимыми, взаимоисключающими.

С этим согласен выдающийся генетик и эволюционист ХХ века Т.Добжанский: молекулярная и организменная биология дополнительны.

Э.Шредингер: “Что такое жизнь? С точки зрения физика” (1972) -предпринял попытку с помощью методов новой физики описать явления жизни. Г.Меллер и Дж.Б.С.Холдейн, критикуя ряд положений Шредингера, отмечают плодотворность его идей и подходов для биологии, изучения физико-химических основ жизни.

Л.Берталанфи (1901-1972) поставил задачу обосновать понимание жизни, которое - в противоположность механицизму - улавливает органическую целостность, однако - в противовес витализму - делает ее доступной естественнонаучному изучению (жизнь есть системное свойство).

И.Пригожин: постановка биологической проблемы подверглась изменению как в связи с собственным развитием биологии, так и в связи с нынешним обновлением физики. Цель: объяснить, каким образом закономерный и беспорядочный мир физики может создавать биологический порядок. В 1977 году Пригожин получил Нобелевскую премию за работы в области самоорганизации необратимых процессов.

(И.Т.Фролов. Жизнь и познание. М.: Мысль, 1981.) Вместе с теорией самоорганизации складывается новая парадигма в естествознании, которая предполагает выявление оснований нелинейных моделей и концепций не только в физике, но и в биологии. Нелинейные модели предполагают включение временных параметров в исследование.

Классическая физика основывалась на методологическом принципе суперпозиции, т.е. на предположении, согласно которому результирующий эффект сложного процесса воздействия представляет собой сумму эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности и не влияющих друг на друга.

Современная физика все более и более имеет дело с нелинейными системами, где принцип суперпозиции уже не действует (например, в теории тяготения Эйнштейна, в теории колебаний, в нелинейной оптике, нелинейной акустике, в нелинейных теориях поля).

Биология же с самого начала имела дело с нелинейными системами, построенными совершенно иначе, чем суммативные системы, где каждый отдельный эффект опосредован целостностью организма, популяции, биосферы, а результирующий эффект не может быть представлен в качестве суммы эффектов, вызываемых каждым воздействием в отдельности, поскольку каждое из них сопряжено с целым. (Биология в познании человека. М.: Наука, 1989).

Т.Уотермен: о необходимости синтеза “новой” и “старой” биологии. Если такой синтез удастся осуществить, то мы можем предсказать, что за веком физики в науке последует век биологии - век грандиозной революции в науке о живом, в котором понимание жизни, роста, эволюции и самого человека с его поведением...”

Раздел 3. ЭВОЛЮЦИОННО-СИНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ПАРАДИГМА: ОТ ЦЕЛОСТНОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ К ЦЕЛОСТНОЙ КУЛЬТУРЕ

Тема 3.1. От “Бытия” к “Становлению”

Формирование эволюционного естествознания. Историко-философские аспекты современной естественно-научной картины мира

Огромен и разнообразен окружающий нас мир природы. Каждый человек пытается познать этот мир и осознать свое место в нем. Чтобы познать мир, мы из частных знаний пытаемся создать общее - научную картину мира. Содержанием ее являются основные идеи наук о природе, определяющие стиль научного мышления на данном этапе развития науки и культуры (!)

В каждый период развития человечества формируется научная картина мира, которая отражает объективный мир с той точностью и адэкватностью, которую позволяют достижения науки и практики. Кроме того, картина мира содержит гипотезы и предвидения.

Ядром естественно-научной картины мира служит картина мира лидирующей на данном этапе развития науки.

Начало развития научных представлений о мире восходит к VII-VI вв. до н.э. В это время природа исследовалась силой ума, а опыты игнорировались. Научные обобщения строились на начальных наблюдениях, в красочных картинах мира было много наивного, часто рядом с реальным отражением действительности в них уживался вымысел.

Основатель античной атомистики Демокрит полагал, что “начала Вселенной суть атомы и пустота”. Атомы Демокрит представлял как неделимые, плотные, непроницаемые, не содержащие в себе никакой пустоты частицы. Атомы “вихрем несутся во Вселенной и порождают все сложное -огонь, воду, воздух, землю. Демокрит и другие греческие атомисты считали, что движение - вечное свойство вечных атомов. Атомы бескачественны, т.е. лишены цвета, вкуса, запаха и т.д.

Мир в целом для атомистов - беспредельная пустота, наполненная многими мирами, число которых бесконечно. Земля одинаково удалена от всех точек области космоса, а поэтому неподвижна; вокруг нее движутся звезды.

Мир - это непрерывно движущиеся атомы и молекулы. Но как связать гармонию окружающего мира с хаотическим тепловым движением молекул? Как возникает красота?

Джон Холл (XVII): “Если то, что мы называем Вселенной, случайно зародилось из атомов, которые неутомимы в своем вихревом движении, то как случилось, что ты так прекрасна, а я влюблен?”

Для античных философов мир был подобен целостному организму, за многообразием его проявлений они видели некое упорядоченное начало. Слово “космос”, вошедшее в науку того времени, означало “упорядоченность”.

У Платона идея и материя в одинаковой мере суть начала, и, хотя материя по сравнению с идеей представляет низшую ступень бытия, обе равно необходимы для создания мира. Исходя из оппозиции “идея-тело”, Платон определяет материю как “то, в чем” возникает чувственное подобие умопостигаемого образца. В “Тимее” картина вечно сущего умопостигаемого космоса как парадигмы (образца) для вечно становящегося чувственно воспринимаемого космоса дополняется фигурой ума-демиурга, объединяющего оба мира с помощью мировой души (ФЭС, 1983).

Мир Аристотеля состоит из пяти стихий (+ эфир). Эфир заполняет все пространство, он вечен, не меняется и не превращается в другие элементы.

Вселенная Аристотеля конечна, ее ничто не объемлет, вне ее находится только перводвигатель - бог. Бог Аристотеля безличный, он есть чистый деятельный разум.

Основное положение механики Аристотеля: “Движущееся тело останавливается, если сила, его толкающая, прекращает свое действие...” Аристотель не увидел проявления инерции в окружающем мире и заставил бога денно и нощно вращать небосвод.

Плотин (204/205-270) толкует Платона и на основе ряда платоновских текстов строит некое подобие системы. Чувственный космос противопоставляется умопостигаемому, посредствующим звеном между ними признается мировая душа. Новым у Плотина явилось учение о первоначале всего сущего, едином, которое само выше сущего. При этом последовательность ум -душа - космос, т.е. вся сфера бытия оказывалась только проявлением, осуществлением первоначала, тремя его ипостасями: ум и душа - осуществление единого в вечности, космос - во времени.

Материя у Плотина - бестелесный неаффицируемый субъект. Материя провоцирует высшее к переходу в низшее. Она - зеркало, отражаясь в котором высшее порождает низшее в качестве своего подобия.

Универсум Плотина статичен. Всякая низшая ступень в нем рождается от высшей, причем высшая вечно остается неизменной и, порождая, не терпит ущерба. Космос вечно вращается круговым вращением и в подлунной части его вечно чередуются возникновение и гибель.

Плотин оказал огромное влияние на последующее развитие философии. Рене Декарт первый после Аристотеля взялся за создание единой картины мира (“Начала философии”, 1644).

XIV-XVIII века - время расцвета механической картины мира, что связано с примитивным производством, которое имело дело в основном с механическим движением.

Вселенная Ньютона состоит из движущихся тел и пустоты. Пространство в ней только вместилище тел, а время - длительность процессов. Вселенная бесконечна в пространстве и времени и неизменна со дня творения. Как она образовалась? На этот вопрос Ньютон не отвечает. Чтобы привести Вселенную в движение, Ньютону понадобился “первый толчок”. Здесь сфера деятельности бога сужается. Ведь у Аристотеля бог должен был постоянно крутить небосвод.

Первый кирпичик в фундамент эволюционной картины мира был положен Иммануилом Кантом с выходом его “Всеобщей естественной истории и теории неба” в 1755 году. (Тезис Канта: “Имей мужество пользоваться своим умом”). Кант имел мужество выступить против царившего в науке представления о неизменности окружающего мира.

Лиссабонское землетрясение (1775 г., 60 000 погибших) способствовало крушению иллюзий о вечной гармонии природы, созданной творцом на вечные времена.

И.Кант (1781) в “Критике чистого разума”, пытаясь проникнуть в глубь истории с ее картинами ужасающей жестокости, бесчеловечности, глупости, ставит вопрос:”Как весь этот видимый хаос совместить с понятием прогресса?” - и приходит к выводу, что суетное на одном системном уровне оказывается закономерным на другом. Природные задатки человека, его разум развиваются не в индивиде, а в роде. Род людской развивается в направлении прогресса, несмотря на отдельные “вывихи”. Источником естественного развития Кант считает борьбу.

Кант: “...Дайте мне материю, и я покажу вам, как из нее должен образоваться мир. Но... в состоянии ли мы сказать: дайте мне материю, и я покажу вам, как можно было бы произвести гусеницу?”

Происхождение и развитие живых существ продолжали оставаться удивительными тайнами природы.

Каспар Вольф (1759) в диссертации “Теория генерации” доказал, что индивидуальное развитие живых существ происходит путем эпигенеза. Предшественником Вольфа можно считать Аристотеля. Аристотель первым увидел в эмбриональном развитии новообразование из “бесформенной” материи. Но он не мог ответить на вопрос, почему из эмбриона курицы всегда появляется курица, а не какое-либо другое существо.

Сторонники преформизма искали внутреннюю “модель”, вещественный чертеж организма, который сам способен к росту, и отрицали развитие с новообразованием. При этом они не могли объяснить явления регенерации, тератогенеза. Эпигенез мог ответить на эти вопросы, но он допускал существование некоей жизненной или формирующей организм силы, которую, однако, найти не могли.

Современная биология развития установила, что индивидуальное развитие представляет собой преформированный эпигенез: ход онтогенеза запрограммирован (предопределен) генотипом.

В 1809 году французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк (17441829) издал свой главный труд “Философия зоологии”, в которой изложил первую концепцию биологической эволюции. Согласно его концепции органический мир Земли является результатом длительного прогрессивного развития. Биологическая эволюция включает усложнение или повышение уровня организации (“развитие от простого к сложному” или принцип градации) и возникновение частных приспособлений к различным условиям среды в пределах каждой ступени градации в результате наследования “благоприобретенных признаков” (которые современной генетикой признаются ненаследуемыми).

Ламарк впервые в истории науки высказал предположение о происхождении человека от “четвероруких”, т.е. приматов. Общая характеристика биологической эволюции у Ламарка оказалась верной, но причины ее вскрыть ему не удалось.

С этой задачей справился позже английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин (1809-1882) в своей главной книге “Происхождение видов” (1859). Основная заслуга Дарвина - концепция естественного отбора, основанного на наследственной изменчивости и борьбе за существование.

Книга Дарвина нанесла серьезный удар по креационизму и совершила настоящий переворот в области биологии. Однако ее значение вышло за пределы естествознания, так как она затрагивала многие морально-этические проблемы. В 1871 году Дарвин издал книгу “Происхождение человека и половой отбор”, в которой доказал родство человека с приматами и вскрыл причины и закономерности антропогенеза.

Позже Ф.Энгельс внес дополнения в теорию антропогенеза, сделав акцент на роли трудовой деятельности в процессе превращения обезьяны в человека. И, наконец, XX век принес неоспоримые и обильные палеонтологические данные, подтверждающие естественное происхождение человека от высших приматов.

Революция, совершенная Дарвином в 1859 г., - возможно, наиболее фундаментальная из всех интеллектуальных революций в истории человечества. Она не только уничтожила антропоцентризм, но и затронула все метафизические и этические понятия (Э.Майр. Смена представлений, вызванная дарвиновой революцией. Из истории биологии, вып. 5. М.: Наука, 1975, 3-25). Период с 1800 г. до середины столетия был свидетелем величайшего расцвета в Великобритании естественной теологии. Выискивать дополнительные доказательства мудрости и постоянного внимания Творца стало нравственным долгом ученого. (Агассис: “Наша задача ... завершается, как только мы доказали Его существование”).

Мир считался созданным в 4004 г. до н.э. и неизменным (современный пример - фильм “Происхождение”). Лестница существ - часть божественного плана - объясняла более высокую и более низкую организацию животных, а всемирный потоп - существование ископаемых форм. Все сделано согласно плану. Поскольку виды неизменны, то все, что их касается, -область распространения, приспособления против конкурентов и врагов и даже время вымирания - было заранее определено, т.е. предопределено.

В результате дарвиновой революции представление о мире, созданном в один миг, было заменено понятием о постепенно развивающемся мире, в котором человек является частью эволюционного потока.

Дарвинова революция потребовала не просто замены одной научной теории другой, а в сущности отказа от основных широко распространенных убеждений. Она вызвала значительно большие последствия за пределами науки, нежели любая революция в области физики.

Теория относительности Эйнштейна и теория Гейзенберга едва ли могли оказать какое-нибудь влияние на чьи-либо личные убеждения. Революция, совершенная Коперником, и взгляд Ньютона на мир требовали известной ревизии традиционных убеждений. Но ни одна из этих теорий не подняла так много вопросов, относящихся к религии и этике, как дарвинова теория эволюции посредством естественного отбора.

Дарвин, приступая к созданию своей эволюционной теории, был уже убежденным материалистом. Это доказано американцами Говардом Грубером и Полом Берретом в книге “Дарвин о человеке” (1974). Авторы в записных книжках Дарвина 1837-1839 г.г. нашли следующие высказывания:

“Чтобы избежать выяснения, насколько я убежден в материализме, скажу только, что чувства, инстинкты, степени таланта, которые наследственны, являются такими потому, что мозг ребенка похож на родительскую конструкцию. Дух есть функция тела”. В механической картине мира Вселенная представляется как механическое соединение частей. С именем Фарадея связано формирование электродинамической картины мира. А с 1910 года в науку начинают входить квантовые представления о корпускулярно-волновом дуализме элементарных частиц и наступает время новой, современной картины мира.

Для науки нашего времени мир, как и в древние времена, - это единое органическое целое.