Э.Н.Мирзоян[1]

Эволюция научной картины мира:
взгляд со стороны  биологии

Приоритетная схема эволюции картины мира. Анализируя основания естествознания, история и философия науки и техники XX в. отдают приоритет физической картине мира, возводя ее по существу в ранг общенаучной картины мира. Принимается, что во второй половине XVII в. сложилась механическая картина мира, спустя два с половиной столетия ее сменила электродинамическая, на смену которой в первой половине XX в. пришла квантово-релятивистская картина мира [1]. На физику ориентированы также идеалы и нормы теоретического знания и трактовка философских оснований науки. Между тем, на протяжении XVII–ХХ вв. параллельно и в согласии с физической созидалась натуралистическая картина мира. Ее прогресс был сопряжен с введением в естествознание трех типов эволюционизма: биологического, глобального (биосферологического) и универсального.

Истоки натуралистической картины мира. Уже в картинах мира натуралистов XVIII в. эти типы эволюционизма сложно взаимодействуют. Так, Бюффон на фоне гармоничной Вселенной Ньютона за несколько лет до Канта развертывает картину возникновения Солнечной системы, включая Землю. Историю Земли он делит на семь эпох, уложив ее в 70–80 тысяч лет. Он принимает, что природа есть система законов; используя время, пространство и материю, она непрерывно творит. После образования материков на Земле появились растения и животные (в третью эпоху) и человек (в седьмую). Живая материя едина, играет в природе выдающуюся роль и связана с особым видом движения, осуществляющимся через процессы питания, роста и размножения. Фонд живой субстанции остается постоянным, хотя может быть представлен разными живыми формами. Эта идея Бюффона сближалась с учением о биосфере В.И.Вернадского [2, с.97]. Она вытекала из его представления о вечных, неразрушимых «органических молекулах» и из понятия «внутренней формы» – силы, направляющей эти молекулы при построении организма. Живая материя представлялась Бюффону в виде гигантского, сложно сотканного живого покрова. Переплетающиеся цепи поддерживают порядок живой природы: растения и животные взаимосвязаны, «органические молекулы» переходят беспрепятственно из одного организма в другой, из одного царства живой природы в другое. Организация живой материи не случайна и поддерживается «внутренней формой», проникающей силой, стоящей в одном ряду с силой тяготения, электричества и другими свойствами вещества. Этот механизм соединяет мир живой и мертвой природы и поддерживает их взаимодействие.

На рубеже XVIII и XIX вв. Ламарк создал понятие о биосфере. Он связал образование минералов с судьбой остатков живых существ и выдвинул тезис об образовании всех сложных веществ на Земле живыми телами. Жизнь на Земле не прерывалась: ископаемые организмы связывают живой мир прошлого и настоящего. Время безгранично. На поверхности Земли все изменяет положение, форму, свойства и внешний вид. Каждый вид с течением времени изменяет организацию и форму. Биологические и геологические явления связаны: живое вещество поддерживает земные «огромные циклы» благодаря «чудовищной способности» организмов размножаться, огромной их численности, постоянному возвращению выделяемых ими продуктов в круговорот веществ в природе. Ламарк рассматривал природу как целостную гармоничную систему. Эта система динамична, составляющие ее элементы подвижны, способны к самостоятельному развитию, но судьба каждого элемента подчинена целому (природе). Концепция гармонии природы Ламарка наполнена биологическим содержанием, природа выступает в ней как биосфера, располагающая внутренними механизмами поддержания равновесия.

Цель Кювье состояла в установлении последовательности слоев Земли в интервале геологического времени и выяснении связи этих слоев с заключенными в них ископаемыми остатками растений и животных. Задачу теоретического естествознания он усматривал в построении картины мира, дополнительной по отношению к ньютоновской картине Вселенной: «Нас поражает мощь человеческого ума, которым он измерил движение небесных тел, казалось бы, навсегда скрытое природой от нашего взора; гений и наука переступили границы пространства; наблюдения, истолкованные разумом, сняли завесу с механизма мира. Разве не послужило бы также к славе человека, если бы он сумел переступить границы времени и раскрыть путем наблюдений историю мира и смену событий, которые предшествовали появлению человеческого рода?» [3, с.74].

Отмечая, что астрономы двигались быстрее естествоиспытателей и что теория Земли отвечает периоду, когда философы полагали небо составленным из плитняка, а Луну равной по размерам Пелопонезу, Кювье высказывал надежду, что, как после Анаксагора явились Коперники и Кеплеры, проложившие дорогу Ньютону, так и естествознание со временем обретет своего Ньютона. Приближая этот миг, Кювье проследил связь ископаемых наземных животных с историей Земли: он выявил степень различий вымерших и современных видов, сопоставил эти различия с условиями существования, выяснил влияние на виды времени, климата и одомашнения, а также рассмотрел гражданскую историю народов и ее согласование с физической историей Земли. Кювье нашел, что жизнь на Земле существовала не всегда. Появившись, живые формы усложнялись на протяжении геологического времени. Жизнь как организующее начало противопоставлялась им мертвой природе. Не ставя вопроса о филогенетических отношениях вымерших и современных форм, о закономерностях видообразования, Кювье, тем не менее, создал картину планетного преобразования живого мира, указал на прогрессивный характер усложнения форм и все более высокую организацию господствующих форм при переходе от эпохи к эпохе. Смену господствующей формы на Земле на новейшем этапе геологической истории он связал с появлением человека. Историю Земли Кювье представил как историю целостной системы, где геология, живой мир, человек и человеческое общество составляют единство. Для него это был «вывод тем более ценный, что он связывает непрерывающейся цепью историю естественную с историей гражданской» [3, с.157].

Две стратегии построения научной картины мира: М.Планк и В.И.Вернадский. Успехи физики на рубеже XIX и XX вв. заставили заговорить о необходимости преобразования как картины мира, так и способов ее построения. Обращаясь к истории науки, проблему обсудили М.Планк (1909) и В.И.Вернадский (1910). Оба ученых усматривали цель науки в сведении знаний о мире в единую картину. Планк взвешивал возможность синтеза знаний о физическом микро- и макромире: речь шла о новой теоретической физике и новой физической картине мира [4]. Вернадский также различал микромир и «мир видимой Вселенной – природы», но включил в свой макромир геологические явления и живой мир. Он выделил и третий мир: человеческого сознания, государственных и общественных образований, человеческой личности – область, представляющую «новую мировую картину» [5, с.12]. Очерчивая контуры грядущей картины мира, он мог уже сказать с определенностью: «Эти различные по форме, взаимопроникающие, но независимые картины мира сосуществуют в научной мысли рядом, никогда не могут быть сведены в одно целое, в один абстрактный мир физики или механики» [5, с.12–13]. Примечательно, что позже и Планк (1933), возражая против сведения представления о мире к естествознанию, говорил: «В действительности существует непрерывная цепь от физики и химии через биологию и антропологию к социальным наукам, цепь, которая ни в одном месте не может быть разорвана, разве лишь по произволу» [6, с.183]. Эта мысль отвечала постулату о единстве мира, природы.

Типы картин мира и пути их сближения. В XX в., сосуществуя, развивались физическая, биологическая, биосферологическая и техническая картины мира. Естествознание не отказалось от идеала единой «мировой картины», однако ученые трезво оценивали масштабы подстерегающих их трудностей. Их усилия были направлены на преодоление противоречий и достижение единства в пределах каждой отдельной картины мира. Параллельно, объединяя усилия, они нащупывали между ними конгруэнтные области. Образцом построения дисциплинарной картины реальности служила физика. Согласно Планку, первоначально физика имела «антропоморфный характер»: геометрия возникла из земледелия, механика из учения о машинах, теория магнетизма из особенностей руды у г. Магнезии. В XX в. физика приобретает «более объединенный характер»: число ее областей уменьшилось, родственные области слились. Первым шагом к действительному осуществлению единства в физике явилось открытие принципа сохранения энергии. Позже был сформулирован принцип возрастания энтропии и введено понятие вероятности. Затем, «с введением атомистики в физическую картину мира», эти понятия увязываются. Это был «шаг на пути к объединению картины мира» [4, с.39]. Биология в этом объединении участия не принимала. Это не помешало физике оказать глубокое влияние на биологию и биосферологию.

Биологическая картина мира и ее преобразования. Создавая картину планетного преобразования живого мира в интервале геологического времени, картину поступательного усложнения как отдельных форм, входивших в сменяющие друг друга фауны и флоры, так и живого мира в целом, натуралисты XVIII и первой трети XIXвв. еще не представляли себе механизма видообразования. Научная теория видообразования была предложена Ч.Дарвином. Созданная им на экологической основе теория эволюции органического мира приобрела значение биологической картины мира. Дарвин понимал, что живой мир как целое не аморфен, что он внутренне организован и в нем действуют законы, поддерживающие устойчивое равновесие, как в пределах органического мира, так и между последним и неорганической природой. На свою теорию он смотрел как на часть естественнонаучной картины мира. Свой главный труд «Происхождение видов» он завершил словами: «Есть величие в этом воззрении, по которому жизнь, с ее различными проявлениями, творец первоначально вдохнул в одну или ограниченное число форм; и между тем как наша планета продолжает вращаться согласно неизменным законам тяготения, из такого простого начала развилось и продолжает развиваться бесконечное число самых прекрасных и самых изумительных форм» [7, с.666].

XX в. стал эпохой преобразования биологической картины мира. Центральным событием признается преодоление противостояния закона естественного отбора, базирующегося на вероятностном принципе, постулатам классической генетики, вводящим в эту картину биологическую атомистику. Проникновение в микромир живого стимулировало биологов и физиков совместно искать пути сближения биологической и физической картин мира. Основываясь на наличии в организмах микрофизических процессов, к которым применимы принцип дополнительности и статистический подход, Н.Бор указал на возможность использования при анализе биологических элементарных структур и процессов принципов атомной физики. Бор ожидал, что при этом обнаружится влияние сходных с микрофизикой общих принципов.

Считая, что эти идеи Бора «пока еще практически очень далеки от экспериментальной повседневной работы биологов», Н.В.Тимофеев-Ресовский развил принципы теоретизации биологического знания и предложил (совместно с P.Poмпe) свою трактовку основных принципов микрофизики (встретившую, правда, возражения А.Эйнштейна и Л. де Бройля). Он подчеркивал, что организмы – макрофизические объекты и только в этом контексте «можно ставить вопрос о значении микрофизических явлений, статистичности и «принципа усилителя» в биологии» [8, с.156]. Объекты, элементарные частицы и явления в физике и биологии различны. Описание жизненного процесса предполагает использование, по меньшей мере, двух моделей. Физическая модель не затрагивает историческую сторону биологического процесса; вообще «мы вынуждены физико-хими­ческое изучение биологических явлений и нормальный ход жизненного процесса рассматривать как два дополнительных представления...» [8, с.162]. Микрофизика изменила картину мира, не отбрасывая макрофизику Ньютона, аналогично в биологии «дарвиновская теория эволюции уточняется и углубляется современными цитологическими, генетическими, физиологическими, биогеоценологическими, биохимическими и биофизическими представлениями, неизвестными Дарвину» [9, с.180].

Изучение специфических закономерностей эволюции всех уровней организации живого и всех этапов эволюции, начиная с химической и биохимической, заставило осознать недостаточность дарвинизма как теоретической основы всей биологии. Эволюционная биология выдвигает идею построения теории эволюции живой материи. Теоретическая биология стремится построить теорию живой материи, вскрыв ее сущностные физические и химические характеристики. Экология вскрывает законы организации живого на уровне сообществ, биоценозов и живого покрова планеты. Формируется новая биологическая картина мира, уже не сводимая к теории эволюции.

Биосферологическая картина мира. Ее построение в XX в. потребовало синтеза трех картин реальности: геологической, геохимической и биологической. Взгляды биологов и геохимиков настолько разнились, что, казалось, «эти два представления о жизни – биологическое и геохимическое – не совместимы» [10, с.134]. Устраняя препятствия, Вернадский ввел понятие «живое вещество» и построил теорию живой материи, утвердив представление о законах планетной организованности живого вещества, о его роли в создании и поддержании геохимических процессов, об эволюции организмов как звене, соединяющем эволюцию видов с историей химических элементов и эволюцией биосферы. Им руководило убеждение, что «механическое представление о Вселенной, сведение всего на то представление о мире, которое выработано на основании изучения косной природы, не есть требование хода развития науки, не вызывается основной сущностью ее содержания...» [11, с.97].

Осмысливая основания разных картин мира, Вернадский задавался вопросом: «К каким природным явлениям относится пространство-время Эйнштейна или пространство Ньютона?» [12, с.175]. Он принял, что физико-химическое пространство в пределах Земли, включающее в себя «монолит жизни», сложно и неоднородно и не может без поправок сравниваться с пространством Солнечной системы, а последнее с пространством Галактики: это разные «естественные тела». Новая физика позволяла предполагать, что каждое природное тело и явление «имеет свое собственное материально-энергетическое специфическое пространство», которое натуралист познает, изучая симметрию. На этом основании Вернадский ввел понятие пространства земной реальности, где не проявляются «геометрические свойства, которые проявляются... в пространстве галаксии или Космоса», отвечающем пространству Эйнштейна [12, с.181]. Исследуя земное пространство и его состояния, Вернадский нашел, что «Реально пространство – время мы видим в природе только в живом веществе» [12, с.183]. Подкрепляя этот тезис, он рассмотрел понятие диссимметрии и его преобразования от Л.Пастера до П.Кюри, а также ввел в представление о живом веществе и эволюции биосферы принцип цефализации.

Сближая физику, биологию и биогеохимию, Вернадский преобразовал биосферологическую картину в универсальную. Ни физика, ни биология не решили вопроса: «является ли жизнь только земным, планетным явлением, или же она должна быть признана космическим выражением реальности, каким являются пространство–время, материя и энергия»? [13, с.414]. В поисках ответа Вернадский выяснил роль теории Дарвина для биогеохимии и концепции организованности биосферы. Он показал, что именно «биогеохимия конкретно, научно поставила на очередь дня связь жизни не только с физикой частичных сил и с химическими силами... но со строением атомов, с изотопами...» [13, с.414]. В согласии с принципом направленности эволюции он принял, что Человек не случайное явление в биосфере. Допустив, что «земная и даже планетная жизнь является частным случаем проявления жизни», он настаивал: «Вопрос о жизни в Космосе должен сейчас быть поставлен и в науке» [13, с.415]. Его прогноз гласил: «человек выйдет из своей планеты» [14, с.207]. Ученый не ошибся и в том, что его дети станут свидетелями этого события.

Техническая картина мира. Биосферологическая картина мира постулирует превращение биосферы в ноосферу. Человечество создало в пределах биосферы новый мир – мир культуры и науки. Силой своей мысли и трудом человек создал новую форму материи, способную к саморазвитию – техническую материю. Ноосферу нередко характеризуют как техносферу. Констатируется, что техника «сминает» живую природу. Постулируется, что техническая материя примет на себя функции биосферы и обеспечит человеку природную среду, отвечающую его биологическим потребностям. Возможно ли это в принципе? Какие планетные последствия влечет за собой разрушение гармоничной природной среды, функционирующей по строгим законам около 4 млрд. лет? И в XIX и в XX в. натуралисты предупреждали о негативных последствиях непродуманного вторжения в биосферу, но их голоса мало влияли на характер технического прогресса.

Прослеживая историю ноосферы, Вернадский уже в 20-х гг. предупреждал, что человек привел лик планеты «в состояние непрерывных потрясений» [11, с.304]. Человек уничтожил девственную природу, изменил течение всех геохимических реакций, породил новую форму биогенной миграции. Эти опасные сдвиги Вернадский связывал с развитием техники, производства. В конце XX в. именно на технику возлагалась значительная доля ответственности за кризис цивилизации. Непредвзятый анализ убеждал, что существуют серьезные причины для пересмотра всей картины как человеческого, так и технического развития. Дебаты о природе техники воспринимались как споры о будущем человека. Звучали призывы к поиску нового понимания природы и идеала естествознания, к выработке альтернативного набора концептуальных структур и даже альтернативного подхода к знанию. Речь шла о пересмотре самих оснований научной картины мира, о необходимости новой методологии ее построения.

Ноосферная картина мира. Не существует сомнений, что искомая картина мира должна оставаться строго научной. Биология должна занять в ней место рядом с физикой и химией. Не исключено, что приоритет при этом окажется отдан законам организации, жизнедеятельности и эволюции живой материи. Ноосферная картина мира призвана преобразовать мировоззрение. Тактика общечеловеческой деятельности должна быть согласована с законами биосферы. Научно-технический прогресс не вправе нарушать принципы биосферологии: каждое завоевание человека обязано быть и завоеванием биосферы; технические новшества не должны подрывать основу биосферы – биотический круговорот; критерием полезности нововведений призваны служить не только экономические показатели, но и совместимость с прогрессом жизни. Наука XX в. четко сформулировала эти принципы, XXI в. предстоит найти способы их воплощения в действительность.

Литература

1.Степин B.C. Теоретическое знание. М., 2000.

2.Канаев И.И. Жорж Луи Леклер де Бюффон. М.-Л., 1966.

3.Кювье Ж. Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара / Пер. с франц. М.-Л., 1937.

4.Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966. С.23-50.

5.Вернадский В.И. Труды по радиогеологии. М., 1997.

6.Планк М. Происхождение и влияние научных идей // Единство физической картины мира. М., I966. С.183-199.

7.Дарвин Ч. Происхождение видов // Соч. Т.3. М.-Л., 1939.

8.Тимофеев-Ресовский Н.В., Ромпе P.P. О статистичности и принципе усилителя в биологии // Тимофеев-Ресовский Н.В. Избранные труды. Генетика. Эволюция. Биосфера. М., 1996. С.154-172.

9.Тимофеев-Ресовский Н.В. О механизмах авторепродукции элементарных клеточных структур. Из истории вопроса // Избранные труды. М., 1996. С.172-186.

10.  Вернадский В.И. Труды по биогеохимии и геохимии почв. М., 1992.

11.  Вернадский В.И. Живое вещество и биосфера. М., 1994.

12.  Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. М., 2001.

13.  Вернадский В.И. Труды по философии естествознания. М., 2000.

14.  Вернадский В.И. Дневники. 1926-1934. М., 2001.

 

 



 © Э.Н.Мирзоян



[1] Д.б., зав. отделом Истории химико-биологических наук ИИЕТ РАН.