Читать онлайн Философия наук о живой природе бесплатно
1. Природа биологического познания. Сущность и специфика философско-методологических проблем биологии
Современная биология представляет собой целую систему наук о живой природе, о закономерностях её существования и развития. Этот сложный комплекс формировался исторически на протяжении многих веков развития биологии как науки.
Выделим три последовательных этапа, которые биология прошла в процессе своего становления.
До Дарвина в биологии господствовала типологическая концепция. Чтобы эта концепция возникла, тысячи паганелей неутомимо гонялись за бабочками для пополнения своих коллекций. Тысячи педантов невозмутимо и самозабвенно классифицировали наблюдаемые ими существа. Типологическая концепция не отвергала вовсе биологическую эволюцию, но не располагала возможностями интерпретировать эволюцию как саморазвитие, т.е. как истинно генетический процесс.
Биология испытала необычайный взлет и получила стройные контуры всего своего здания в период возникновения дарвиновской теории эволюции, созданной на основе применения исторического метода исследования. На этом этапе к функциям сбора, описания и классификации материала, характерным для предшествующего биологического познания, она смогла добавить функцию объяснения путей исторического развития организмов.
Но уже вскоре после этого современники стали свидетелями попыток низвержения дарвинизма с его пьедестала лидера биологии со стороны представителей вновь нарождающейся науки генетики. В. Бэтсон, автор названия этой новой науки, заявлял в те годы, что дарвинизм уже принадлежит истории, что теория Дарвина сейчас – это не более, чем натурфилософия, что дарвиновскую схему эволюции можно читать так же, как книги Лукреция Кара или Ж.Б. Ламарка.
Потребовались годы и годы труда и поисков, чтобы дарвинизм, по образному выражению Дж. Хаксли, «как феникс был возрожден из золы похоронного костра», чтобы эволюционная идея в генетике приобрела дарвинистский характер, чтобы принцип историзма проник в генетику и в свою очередь поднял её на качественно новый уровень исследований.
Затем пришло время этапа выдающихся открытий и успехов на основе развития молекулярной биологии. Эти открытия, которые можно назвать фундаментальными для биологического познания, привели к переосмыслению всего накопленного в биологии материала и к возникновению новых подходов и принципов биологического исследования.
Три этапа в развитии биологии привели к тому, что современное биологическое познание развивается как бы в трех плоскостях. Это, вопервых, традиционная для классической биологии сфера исследования на уровне биологических организмов. Разные биологические науки, среди которых морфология, физиология, эмбриология и другие, различными методами и с разных начальных позиций исследуют закономерности организменного уровня организации живого.
Другой срез биологической реальности, изучаемый современной наукой, – это суборганизменная область, сфера исследования «нижних этажей» организации и функционирования живого, своеобразного микромира биологических объектов. Генетика и биология развития, цитология, биохимия и биофизика и многие другие науки изучают строение и жизнедеятельность живого на микроскопическом и субмикроскопическом, молекулярном уровнях. Большие успехи на этом пути во многом были определены широким использованием методов физики, химии, математики.
Наконец, ещё одна значительная область исследований современной биологии – это область изучения надорганизменных образований. Современная экология и этология, биогеография и биоценология дают возможность анализа сложных взаимодействий систем организмов между собой и окружающей их средой, позволяют изучить структуру и закономерности организации больших биологических и биогеоценотических систем.
Даже такой краткий исторический очерк дает представление о многообразии путей развития и функционирования биологического познания, о множественности принципов и методов, используемых в биологическом исследовании и способствующих получению нового знания о закономерностях биологической формы движения материи.
Возникновение каждого нового метода в структуре познания определяется, естественно, прежде всего, структурой и функционированием изучаемого объекта и целевыми установками исследователя. Однако в широком смысле формирование новых методов опосредуется всей системой культуры конкретного исторического периода. При анализе отношения «предмет-знание» необходимо помнить, что «в предмете есть особое, общественной историей науки закрепляемое содержание деятельности мысли, которое функционирует и разрабатывается внутри самой науки, и именно оно, а не безразличный к деятельности объект пассивного восприятия, направляет строй мысли в процессах получения нового знания». (1. С. 21-22). Это определяется тем, что в процессе развития познания всегда возникает отношение рефлексии над наукой, отношение, ведущее к осознанию природы данного научного познания.
Такое понимание формирования научных методов как основных инструментов научного познания дает возможность истолковать тот факт, что, несмотря на множественность применяемых методов, можно говорить о доминирующем значении в развитии познания на каждом конкретном этапе какого-то одного методологического подхода, объединяющего определенный срез научных методов. Духовный климат эпохи определяет то, что можно назвать стилем научного мышления или, применяя терминологию Т. Куна, парадигмой научного познания. Под термином «парадигма» мы понимаем совокупность основных представлений, убеждений и фактов, лежащих в основе конкретной науки.
Со времен Аристотеля и до Ламарка и Дарвина в биологии господствовал организмоцентрический стиль мышления. Организм был альфой и омегой любого биологического исследования. И только в 30-х годах ХХ века, начиная с работ С.С.Четверикова по популяционной генетике и В.И. Вавилова по теории биосферы, стали появляться ростки нового стиля мышления.
Следует заметить, что методы биологического познания могут быть условно разделены на две большие группы. К первой группе относятся методы, которые в целях получения нового знания предполагают непосредственное обращение к биологическому объекту. Среди них такие методы, как описательный, сравнительный, экспериментальный.
Другая группа включает такие методы, как метод идеализации, формализации, аксиоматизации, систематизации и другие. Методы этой группы дают возможность получения нового знания без непосредственного обращения к биологическому объекту посредством исследования уже накопленных в науке знаний через призму их новой систематизации, организации или нового ракурса рассмотрения.
Естественно, что каждая из этих групп методов отражает разные этапы развития биологического познания, характеризует различные уровни движения биологии к её теоретизации. Отметим, что применение методов второй группы встречало и продолжает встречать противников. До сих пор, например, «узким местом» остается проблема математизации познания биологических процессов.
Трудности здесь в том, что классический математический аппарат разработан, как правило, для применения к закрытым, или замкнутым, системам. В случае же биологической реальности исследователь все время имеет дело с системами открытыми, развивающимися, принимающими участие в сложных процессах метаболизма. Однако попытки формализации биологического познания на математической основе продолжаются.
Из работ, посвященных анализу данной проблемы, привлекает внимание исследование английского биолога Б. Гудвина. (2). Он попытался построить собственно биологическую формальную теорию, взяв готовый аппарат статистической механики и введя вместо имеющихся в нем переменных формально тождественных им, но чисто биологические по смыслу переменные. Это интересный замысел, который открыл путь другим формальным методам, выступающим в качестве «языков» науки о жизни, среди которых теория информации, теория связи, теория игр, различные виды моделирования, теория систем. Так И.И. Шмальгаузен был одним из первых ученых, распространивших принципы кибернетического подхода на анализ теории биологической эволюции. (3). Солидаризируясь с идеями В.Н. Сукачева о биогеоценозе как целостной биоабиотической системе, Шмальгаузен на основе своей кибернетической схемы саморегуляции эволюционного процесса показал, что регуляция эволюционного процесса осуществляется внутри системы популяции путем естественного отбора вариантов на основании их сравнительной оценки в биогеоценозе. По Шмальгаузену, результат регуляции передается через посредство сигналов наследственного кода половых клеток, усиливается в процессе размножения и преобразуется в сигналы обратной информации, поступающие в биогеоценоз по выходному каналу связи для контроля исполнения. Применяя кибернетические понятия положительной и отрицательной обратной связи, Шмальгаузену удается уточнить и конкретизировать понимание двух возможных форм естественного отбора: движущей и стабилизирующей. Это лишь один из примеров плодотворного воздействия кибернетических методов в развитии биологических исследований, которые можно умножить.
Существенный вклад в совершенствование и обогащение понятийноконцептуального багажа биологии был внесен и на основе использования метода идеализации, а также применения в сфере биологического исследования вероятностных представлений.
Методы второй группы знаменуют начала перехода от эмпирического уровня исследований к теоретическому. Их развернутое оформление, затрудненное большим многообразием и сложностью сферы живого, ещё только начинается. Но именно в совершенствовании этих методов можно видеть реальную перспективу дальнейшего прогресса биологического познания, формирования его теоретических представлений. Именно в лоне этих методов оформлялись существующие ведущие теоретические концепции современной биологии – теория биологической организации и синтетическая теория эволюции.
Анализ биологических объектов как систем привело к всестороннему рассмотрению и анализу проблем биологической организации, к пониманию организации как одного из основных принципов жизни. Большое разнообразие организационных форм живых объектов ведет к необходимости их осмысления и классификации на основе разных критериев. Возникли две основные тенденции развития этих подходов. Предполагается выделение уровней организации живого на основе учета целой группы критериев, таких как универсальность, механизм осуществления, степень интеграции. Вторая позиция предполагает лишь один критерий – сложность. Но та и другая тенденции имеют недостатки. К.М. Завадским была выдвинута идея иерархической нелинейной классификации живых систем, в которой в пределах каждой основной формы организации живого предлагается различать ступени эволюционного развития каждой конкретной формы. Это создает возможность объединения в рамках принципа системности структурных и эволюционных представлений. Отметим, что современная биология добилась выдающихся успехов на пути развития структурных исследований. В ряде случаев такой подход вел к недооценке роли историзма как основного ведущего фактора интеграции биологического знания. Вместе с тем, любая структура или функция в организме являются результатом длительного исторического развития и вне анализа их становления и развития не могут быть до конца изучены. Такое понимание способствует утверждению в биологии принципа историзма как философского принципа развития биологического познания.
Синтетический подход особенно заметен на новом этапе развития бурно прогрессирующей науки – этологии. Изучая поведение, этология, ориентированная на организменный уровень, смогла выйти на новые качественные рубежи, обратившись к молекулярно-генетическому и популяционному уровням.
Науки о жизни, занимая промежуточное положение между науками о природе и науками о человеке ведут к пониманию, что осмыслить роль и место биологического познания можно обратившись к общей системе культуры, в рамках которой это познание функционирует.
В современной биологии человек выступает не только субъектом познания, но в некоторых отношениях и объектом его. Достижения генетической инженерии ведут к тому, что возникает необходимость изучения и обсуждения ряда проблем биологического исследования, имеющих социально-мировоззренческий характер и стоящих на стыке биологии и социологии, биологии и медицины, биологии и географии, этики и биологии. Биологическое познание наших дней для своего дальнейшего плодотворного развития требует преодоления привычных рамок и границ разделения сфер влияния различных естественнонаучных и гуманитарных дисциплин, новых комплексных форм организации науки.
Так, задача охраны наследственных факторов человечества, лечения наследственных болезней требует расширения фронта исследований в области медицинской генетики человека.
Не менее остро стоят задачи социально-философской ориентации в решении современных проблем взаимодействия общества и природы. Все больше осознается ошибочность противопоставления человека и природы. Хорошо ясны ограниченности концепции полной зависимости человека от сил природы, так и концепции безмерного господства человека над природой. Необходима ликвидация уже накопившихся отрицательных результатов технической деятельности, ограничения подобных последствий в будущем, восстановления равновесия. Перед сферой биологического познания возникает ответственная задача изучения путей и возможностей адаптации биосферы человека к новым условиям, возникшим в результате научно-технической деятельности. Решение этой задачи в той или иной степени захватывает весь комплекс медико-биологических наук, определяет стратегию их развития. Ставится задача, говоря словами академика Н.И. Конрада, включения природы «не просто в сферу человеческой жизни, но в сферу гуманизма, иначе говоря, в самой решительной гуманизации всей науки о природе». (4. С. 484).
2. Роль биологических наук в жизни общества
Задача биологической науки – охрана природы, сохранение биосферы, одним из элементов которой является сам человек. Именно поэтому биология становится в настоящее время одной из ведущих наук современности.
Утверждения о том, что биология становится «лидером современного естествознания», стали возможны благодаря серьезным успехам в исследовании жизненных процессов. Такие утверждения имеют под собой основу, если попытаться рассмотреть биологию в контексте общих мировоззренческих, социально-экономических и культурных устремлений человечества.
Начиная с 40-х годов ХХ столетия, происходит быстрое накопление информации о биохимических основах жизни, о процессах, протекающих в организме на молекулярном уровне. Многие математики, физики и химики обращаются к коренным биологическим проблемам. Одним из выражений этого процесса является то большое внимание, которое вызвало появление книги одного из создателей квантовой механики Э. Шредингера «Что такое жизнь с точки зрения физики?», написанной в 1943 г. На стыке биологии, физики и химии возникают совершенно новые отрасли науки – биохимия, биофизика, радиобиология. Как самостоятельные науки оформляются молекулярная биология, биохимическая генетика.
Сама жизнь как особая форма движения материи предстает как нечто единое, как явление не точечное, а планетарное, где отдельные крупные подразделения (мир микроорганизмов и вирусов, растений и животных) предстают как элементы единого целого (биосферы). Таким элементом биосферы является и человечество со всеми достижениями современной цивилизации. Человек не мог возникнуть вне биогенной сферы и не может сколько-нибудь долго существовать вне биосферы. Вместе с тем человечество в ХХ веке превратилось в решающий фактор преобразования и развития не только биосферы, но и неживой природы. Влияние человека на физические, химические и биологические изменения воздушной оболочки земли, её природных вод, морей и океанов становится все более ощутимым. На эту особенность взаимодействия природы и человека впервые обратил серьезное внимание В.И. Вернадский.
Биология занимает особое место в системе научного познания. Она не просто «естественная наука», поскольку в ряде своих дисциплин непосредственно смыкается с «науками о человеке» (медицинская генетика, антропология, нейрофизиология и др.). По справедливому замечанию Дж. Бернала, биология «слишком близка нашим личным и общественным интересам, самой структуре и деятельности наших тел, чтобы быть столь же свободной от человеческих страстей и влияния общественных форм, насколько были свободны физика и химия даже в более раннее время». ( 4. С. 466).
Задача дальнейшего повышения производительности труда, как в растениеводстве, так и в животноводстве уже не может быть решена только повышением квалификации рабочих и лучшей организации труда. Решение этой задачи все больше оказывается зависимым от повышения плодородия почв (почвоведение), повышения урожайности и продуктивности растений и животных (генетика, селекция, биохимия, биофизика).
Возрастающее значение биологии в развитии медицины (в том числе социальной гигиены), в сельском хозяйстве и промышленности (развитие микробиологической индустрии) позволяет сделать вывод о том, что процесс выдвижения науки о жизни на передний край всего естествознания (и не только естествознания) является закономерным.
В особом внимании ученых к вопросу о перспективах развития биологии есть и весьма существенный социально-этический момент. Как справедливо отметил Р. Фейнман, если социальные и моральные проблемы современной физики трудны, то сходные проблемы, с которыми предстоит столкнуться биологам, будут «фантастически трудными».
В этой связи показательны воззрения крупных американских биологов: Дж. Хаксли, Ф. Крика, Д. Ледерберга, Г. Мёллера по вопросу о перспективах «генетического совершенствования» человека.
Предложения Дж. Хаксли о методах генетического контроля над рождаемостью, использование «генетически ценных» индивидов для искусственного оплодотворения. Рассуждения Г. Мёллера относительно целесообразности создания «банка» генетического материала с каталогом определенных «нужных» генетических свойств. Идеи Д. Ледерберга о генетических путях регулирования величины мозга новорожденных с целью увеличения «степени интеллигентности». Рекомендации Ф. Крика о государственном регулировании «права иметь детей».
Вступление естествознания в «век биологии» сулит человечеству огромные перспективы. Реализация этих возможностей зависит в решающей мере не от самой науки, а от социальных условий. Все более очевидна внутренняя органическая связь между проблемами преобразования окружающей человека природы и преобразованием самого человеческого общества.
3. Биология в контексте философии и методологии науки ХХ века
Задача науки, как известно, состоит в том, чтобы дать объяснение изучаемым явлениям. Объяснения явлений жизни при всем их разнообразии имеют двоякий характер. Эту особенность биологии Н.А. Бернштейн выразил с предельной ясностью, указав, что, изучая то или иное явление, мы должны, с одной стороны, ответить на вопрос: «Почему оно происходит?» – а, с другой стороны, также и на вопрос: «Для чего?». Объяснения первого типа принято именовать каузальными (причинными), а понимание явлений с точки зрения второго вопроса – функциональными. Так, например, при физическом утомлении имеют место: учащенное дыхание, учащение пульса, повышенное потоотделение и некоторые другие явления. Из всей совокупности явлений возьмем факт гипервентиляции легких и попытаемся ответить на вопрос, почему происходит это явление. Из физиологии известно, что накапливающаяся в организме (в крови) углекислота вызывает сильное раздражение дыхательного центра в продолговатом мозгу и это приводит к более интенсивной деятельности моторных элементов, от которых зависит вдох и выдох. Это есть причинное объяснение.
Относительно данного явления возможен и другой вопрос: «Имеет ли какой-либо смысл и значение для организма факт гипервентиляции при утомлении?». Ответ на вопрос состоит в том, что усиленная вентиляция легких обеспечивает более быстрое освобождение от углекислоты, как такого продукта метаболизма, увеличение содержания которого в организме может препятствовать нормальному функционированию и вредно влиять на некоторые его элементы.
Совершенно очевидно, что приведенные способы объяснения суть разные подходы к биологическим объектам, предполагающие оперирование понятиями и законами разных типов. Один из них не может заменить другой. Оба они необходимы для полноты понимания исследуемых явлений. Каузальный анализ необходим для разработки тактики нашей деятельности, а функциональный подход – для основного стратегического вопроса практики в таких областях, как медицина, педагогика, сельское хозяйство, ветеринария.
Биологи, выходящие за пределы частных проблем и ставящие перед собой задачи теоретических обобщений, как правило, обращали внимание на двоякий характер биологических объяснений. Можно указать на такие имена, как Г. Дриш, Э. Бюннинг, М. Гартман, Ч. Шеррингтон, К. Ротшоу, Н.А. Бернштейн, П.К. Анохин.
Л. Берталанфи и П.К. Анохин предприняли построения таких концепций, которые охватывали оба объективных момента сущности живого. Эти концепции являются оригинальными вариантами системного подхода к биологическим объектам. Однако варианты системного подхода того и другого автора различаются.
Однако сущность биологических объектов не может быть исчерпана на путях каузального и системно-структурного объяснения, если таковые не будут учитывать факт эволюции. Фундаментальной основой современного понимания мира, является принцип развития. Таким образом, в современной биологии отчетливо выявляются три типа законов – эволюционногенетические, каузальные и системно-структурные.
В биологии ХIХ века и первых десятилетий ХХ века ведущим был эволюционный принцип. В последние десятилетия ХХ века характеризуются фундаментальным значением структурных теорий. Для биологии и медицины ХIХ века характерны разобщенность структурного и эволюционного подхода. Понимание их единства складывается постепенно, начиная с конца ХIХ века. В это время причинные законы обычно рассматривались вне эволюции и при игнорировании системной природы объектов живой природы, что неизбежно приводило или к витализму, или к механизму. В таких условиях возникновение организационной науки А.А. Богданова как общесистемной теории не было оценено, и теория Богданова была предана забвению. Однако системный подход был продолжен работами В.И. Вернадского и Э.С. Бауэра. Бауэр видел специфическую особенность живых систем в их устойчивой неравновесности.
Установление точных системных закономерностей большую роль сыграла организмическая концепция Л. Берталанфи. Стремясь понять исторические перспективы развития биологии, Л. Берталанфи не без основания приходит к выводу, что «организмическое воззрение является предпосылкой для перехода биологии со стадии, которую можно было бы назвать естественной историей, т.е. со стадии описания форм и явлений, на стадию науки законов». (5. S. 32-33).
Переход к системным концепциям, по определению Л. Берталанфи, – это тот «коперниканский переворот» в биологии, подобный развитию физических представлений от аристотелевской системы мира к физике нового времени, который предстоит проделать и осуществление которого есть задача нашего времени. Для современной биологии характерны три взаимосвязанных способа объяснения, базирующихся на каузальном, системно-структурном и эволюционно-генетических принципах.
Переход к системным концепциям в биологии развивался параллельно с развитием таких же подходов в физике. «Новая эра, – говорит М. Борн, – со своим новым стилем началась в 1900 году, когда Планк обнародовал свою формулу излучения и идею квантов энергии… Вместе с квантами пришли новые взгляды на проблему противоположности субъекта и объекта. Они не являются ни совсем субъективистскими, как древние и средневековые учения, ни полностью объективистскими, как посленьютоновская философия». (6. С. 230). Новый стиль мышления основывался на соотношении неопределенностей Гейзенберга, принципе дополнительности Бора и принципе ограниченности представлений. В ходе развития науки для целей теоретического освоения реальности создаются такие простые образы, как частица, волна, точка, строгая локализация в пространстве. Они представляют собой абстракции, идеализации, лишь приблизительно соответствующие действительному положению вещей, их применение допустимо только в определенных пределах. Новый стиль мышления, по сути дела, есть уразумение того, что познание природы есть субъективное отображение реальности, которое постоянно изменяется и развивается.
Из биологических проблем вытекали те же самые следствия относительно нашего понимания природы человеческого познания. В этом отношении характерен доклад К.Х. Уоддингтона на Сербеллонианском симпозиуме. Уоддингтон справедливо утверждает, что биология в состоянии помочь найти истинное понимание природы человеческого знания. Его мысль состоит в том, что наши наиболее значительные научные достижения во всех областях относительно независимы от наших сенсорных возможностей. Представления об атомной структуре вещества, электромагнитном поле, вся классическая физика, квантовая механика и теория относительности могли бы быть созданы и дальтониками. Однако эти теории имеют не только объяснительную функцию, они являются также и основой техники, на которой зиждется современная цивилизация. Уоддингтон делает вывод: «Содержание наших знаний о мире определяется скорее нашими реакциями на него, чем приобретенным опытом». (7. С. 32). Уоддингтон высказывает глубокую мысль, что характер наших знаний, степень их детализации и то, какая часть реальности, и с какой именно стороны отражается в наших знаниях, – все это зависит от двух обстоятельств: от устройства органа познания и всей системы организма и от тех целей, которые возникают в ходе жизни индивида. В таком случае познание есть жизненная функция, необходимый элемент жизнедеятельности, а развитие познания есть один из аспектов эволюции жизни. Субъективность познания состоит в том, что, отображая реальность, наше познание выражает целеустремленность и активность субъекта, живого существа, и потому оно неизбежно ограничено.
Такой подход представляет собой критику редукционистски ориентированной философии науки логического эмпиризма. Логический эмпиризм абсолютизирует эмпирическое познание, которое начинается с ощущений, которые в своем синтезе дают наглядно-чувственные образы отдельных вещей и ситуаций. Относительная стабильность этих форм знания обусловливают наше особое доверие к показаниям органов чувств, порождая убежденность в объективной истинности ощущений, восприятий и представлений. Эта убежденность, названная Д. Юмом животной верой, является непоколебимой, ничем неистребимой именно потому, что наши ощущения, восприятии и представления, если они верны, обеспечивают нашу ориентировку в окружающей среде и тем самым делают возможной нашу каждодневную жизнь. То же самое можно сказать и о первичных обобщениях нашего чувственного опыта в эмпирических понятиях. Это с точки зрения здравого рассудка и позитивистского эмпиризма наиболее истинное знание. Что же касается теоретического знания, то оно в силу его большей удаленности от реальности рассматривается как менее истинное или даже трактуется лишь как система формальных абстрактных построений для целей упорядочивания единственно возможной реальности, т.е. чувственного опыта.
Однако теоретические знания о структуре, кажущиеся субъективным, формальным построением, на самом деле в значительно большей мере выражают объективную природу вещей, чем наглядные картины их строения и восприятия их свойств.
4. Сущность и свойства живого
Различают неживые и живые системы. Неживыми системами являются системы аксиом и определений, системы счислений, используемые в математике, системы информации и другие.
Живые системы являются категориями биологическими. Живые системы характеризуются рядом особенностей, которые отличают их от неживых систем. Важнейшая особенность живых систем заключается в том, что их жизнь невозможна без притока в них энергии, обмена веществ и обмена информацией. Можно сказать, что они взаимодействуют со средой и по этой причине являются открытыми системами. Далее, для живых систем характерная способность к самовоспроизводству, саморегуляции и самовосстановлению, в основе которого лежит способность к восстановлению повреждений собственного генетического материала.