Жизнь с точки зрения физики

Первой биологической наукой, в которой получил реализацию физический стиль мышления, явилась генетика. Она больше, чем любая другая отрасль биологии, испытала на себе воздействие точных естественных наук, прежде всего физики и химии. Это воздействие осуществлялось в двух формах. Сначала генетика испытала на себе влияние стиля исследований данных наук (этому влиянию она обязана своим рождением в качестве самостоятельной науки, подготовленным исследованиями Г. Менделя). Затем генетика подверглась воздействию уже со стороны содержания физики и химии, в частности, их идей и методов (благодаря этому воздействию возникла молекулярная генетика).

Следует подчеркнуть, что физический стиль познания имел в генетике несколько иную, менее совершенную форму. Количественные результаты, которые давал здесь эксперимент и которые служили основой для применения математики, получались не посредством измерения, а путем счета, и являлись не индивидуальными характеристиками отдельных элементарных явлений, а статистическими, непосредственно ничего не говорившими о характере индивидуальных явлений. Они касались только явлений надорганизменного уровня и совершенно абстрагировались от механизмов этих явлений на внутриорганизменных уровнях. Следовательно, соединение эксперимента с математикой в генетике не только не могло обеспечить полноту описания исследуемых явлений, но и не могло даже претендовать на это. Именно вследствие этой неполноты описания генетика на первом этапе своего развития отличалась схематизмом и абстрактностью, что вызывало скептическое отношение к ней многих биологов других отраслей, которые смотрели на нее как на нечто чужеродное и искусственное в биологии.

И все же, несмотря на ограниченный характер соединения эксперимента и математики в генетике, а точнее, - именно благодаря ему, ибо в иной форме оно было невозможно, генетика смогла твердо и четко сформулировать ряд закономерностей, которые составили прочный фундамент для возведения всего здания современной генетики.

Все последующее развитие генетики, приведшее к эпохальным открытиям в молекулярной генетике и к современной революции в биологии, в значительной мере обусловлено этим соединением, что принято считать следствием проникновения в генетику и биологию вообще сначала стиля мышления точных естественных наук, а затем и самого содержания этих наук. Мысль о том, что генетика возникла в результате применения физического стиля исследований в биологии, не столь уж и необычная, хотя и не стала общепризнанной «методологической истиной» (здесь и ниже речь идет, прежде всего, о генетике в том ее виде, в каком она вышла из рук Менделя).

Многие авторы, исследовавшие специфику генетики, отмечали целый ряд особенностей, которые сближали ее с физикой. К ним, в частности, следует отнести количественный и символический характер данной науки, то, что она является наиболее математизированной среди биологических наук, и т. п. Некоторые исследователи отмечали сходство процесса математизации в генетике и физике, выражающееся, в частности, в использовании идеализированных объектов при построении теории. Все эти характеристики познавательного процесса в генетике не вызывают никаких сомнений. Однако сходство генетики с физикой не ограничивается только теми чертами, которые могут быть обнаружены в результате сопоставления готовой физической теории с генетической. Оно идет значительно дальше и распространяется на методы этих наук как на уровне теории, так и на уровне эксперимента, короче, на весь стиль мышления данных наук.

Сходство между генетикой и физикой, которое наблюдается на уровне теории этих наук, является результатом более фундаментального сходства в методах, лежащих в основе проведения экспериментального исследования и построения теории. Именно поэтому можно говорить о сходстве стилей мышления этих наук (разумеется, данное сходство не является полным и касается прежде всего только тех моментов, которые делают эти науки точными).

В чем конкретно выразилось влияние физического стиля исследования на генетику в процессе ее создания? Получить ответ можно путем анализа работ основоположника генетики Грегора Менделя. Однако сначала сделаем несколько предварительных разъяснений, направленных на упреждение возможных возражений и касающихся некоторых парадоксальных моментов в этой ситуации. Передать генетике стиль физического исследования мог только тот, кто сам обладал этим стилем. Мендель не был физиком. Мог ли он в какой-либо мере знать особенности физического исследования? Ответить на этот вопрос можно утвердительно не только на основании результатов гносеологического анализа его работ, но и прямых данных - историко-биографического материала.

Во время учебы в Венском университете Мендель не только слушал различные физические курсы (экспериментальной физики, математической физики и теории конструирования приборов и др.), но и работал помощником ассистента у знаменитого физика Кристиана Доплера, автора известного «эффекта Доплера». Следовательно, он обладал достаточными возможностями для ознакомления с особенностями физического исследования. Кроме того, Мендель был связан с физикой и после университета - в течение 14 лет он преподавал физику и естественную историю в высшей реальной школе.

Что же касается косвенных свидетельств, которые можно получить путем анализа гносеологических особенностей работ Менделя, то они также однозначно говорят в пользу этого вывода. Та степень точности исследования, т. е. учета количественных зависимостей и их математического выражения, которая была достигнута в работах Менделя по проблеме наследственности, являлась уникальной для биологии того времени и не могла быть заимствована из какого-либо биологического образца. Она может быть понята только как результат переноса физического стиля исследования в область биологии.

Правда, дух точной науки пробивался в биологии в середине ХIX в. довольно настойчиво и упорно. Он составлял неотъемлемую и важнейшую часть всей философии (методологии) естествознания. Хотя эта философия сформировалась главным образом на базе физики и отражала специфику прежде всего физического познания, однако она выдавалась за философию всех естественных наук, в том числе и биологии. Экспериментально-математический характер знания, свойственный физике, рассматривался как норма для всех других отраслей естествознания или, во всяком случае, как идеал, к которому они должны стремиться.

Необходимость точного количественного эксперимента в биологии осознавалась в это время довольно широко, что было обусловлено не только влиянием общей философии естествознания, но также уровнем развития самой биологии. Наиболее выдающимся поборником экспериментального метода в биологии в этот период был Клод Бернар, много сделавший для разъяснения сущности и пропаганды значения этого метода в физиологии и медицине. Однако экспериментальный метод даже в руках такого талантливого мастера, как К. Бернар, не обеспечивал в физиологии той точности и полноты картины, которая сделала бы возможным применение здесь математики. Препятствием, мешавшим достигнуть здесь большей точности, послужили целостность организма и его чрезвычайная сложность.

Изучение функций организма и механизмов различных жизненных явлений, составляющих предмет физиологии, сводилось прежде всего к раскрытию химизма этих явлений, который оставался почти неизвестным. Поэтому надеяться на то, что благодаря эксперименту физиология в скором времени превратится в точную количественную науку, не было оснований. Прогресс в этой области зависел от прогресса других наук, прежде всего химии, биохимии, отчасти и физики (в частности, благодаря физике физиология приобрела в то время элементы точного знания в таких ее разделах, как биоэнергетика, газообмен, физиология органов чувств и др.).

Физиология, будучи в середине XIX в. центром применения экспериментального метода в биологии, не смогла стать точной количественной наукой. Еще меньше возможностей для этого было у остальных биологических наук. Биология в целом оставалась в основном качественной наукой. Она обладала своим стилем мышления, который существенно отличался от физического. Хотя в биологии в то время не было недостатка в ученых, которые понимали преимущества точного количественного знания, однако большинство из них были убеждены, что такое знание в этой области практически недостижимо. Следует отметить, что эта вера не была беспочвенной. Погоня за точностью обычно приводила к тому, что добываемое знание теряло в своем содержании, оказывалось тривиальным и малозначимым.

В биологии известен ряд ученых, бесспорно обладавших талантом, но, тем не менее, они не смогли сделать крупных открытий и стать видными авторитетами по той лишь причине, что слишком были привержены к методам и требованиям точных наук и пытались внедрить их в область биологического исследования, что оказалось непосильной задачей. Таким ученым является, например, известный французский биолог-механист Ф. Ле-Дантек.

Как видим, стиль мышления биологов во времена Менделя характеризовался тем, что главной и наиболее важной задачей исследования являлось открытие тех или иных закономерностей. И если эти закономерности не удавалось выразить в количественной форме, то это не считалось большим недостатком. Внимание обращалось на качественную сторону закономерностей, количественная сторона меньше привлекала внимание исследователей, причем не потому, что ее считали менее существенной, а потому, что она в биологии оставалась недостижимой.

Список литературы

1. Бабьева И. П., Зенова Г. М. Биология почв. М.: Изд-во МГУ, 1989, 336 с.

2. Кремянский В. И. Структурные уровни живой материи. М.: Изд-во «Наука», 1969, 293 с.

3. Критерий живого. // Под ред. Спасского Б. И., Руденко А. П. МГУ, 1971, 83 с.

4. Мамонтов С. Г. Биология. Москва: Изд-во «Дрофа», 1997, 478 с.

5. Микитенко Д. А. Взаимодействие генетики с другими науками. Киев: «Наукова думка», 1987, 162 с.

6. Шредингер Э. Что такое жизнь с точки зрения физика? Москва: Изд-во иностр. лит-ры, 1947, 145 с.