1. ВОЗДЕЙСТВИЕ ТОЧНЫХ НАУК НА МИРОВОЗЗРЕНЧЕСКУЮ ПРОБЛЕМАТИКУ БИОЛОГИИ
Молекулярная биология по праву расценивается как новая ступень в познании жизни *. Нет ни одной области современного биологического познания, не использующей ее данных в решении своих специальных проблем. Воздействие успехов молекулярной биологии, молекулярной генетики, микроэволюционной концепции на образ мыслей современного биолога столь очевидно, что можно говорить о формировании новых черт научного стиля мышления, которые способствуют развитию взаимопонимания с представителями точных наук, необходимого для осуществления комплексного подхода к изучению сущности жизни и ее развития. Проблема стиля мышления будет подробно обсуждена в главе III, а здесь мы рассмотрим лишь объективные результаты молекулярно-биологи- 1 См. Белозерский А. Н. Молекулярная биология—новая ступень познания природы. М., 1970. чсского исследования, имеющие важное мировоззренческое значение. Молекулярная биология обладает серьезными преимуществами перед другими разделами биологического знания в обосновании единства органического мира. Молекулярный уровень живого характеризуется свойствами, присущими всем живым существам, а механизмы протекания основных процессов жизнедеятельности здесь поразительно универсальны. Можно с уверенностью сказать, что развитие молекулярной биологии составило новый этап в разработке доказательств единства органического и неорганического мира. Точное знание молекулярных структур живого подтвердило действие и на этом уровне единых физико-химических законов природы, что несомненно укрепило позиции биологии в обосновании материального единства мира, в утверждении исходных принципов материалистического мировоззрения. Такая философская интерпретация результатов молекулярной биологии и генетики общепризнанна, и это является одним из подтверждений неодолимости процесса развития материалистического мировоззрения. Решающую роль в успешном развитии генетики и молекулярной биологии, как известно, сыграло использование физико-химических методов исследования. Процесс сближения биологии с точными науками затрагивает не только область конкретных методов исследования, порождая все более комплексный характер познания, но и область методологии. Возникновение и развитие молекулярной биологии явились важным шагом на пути консолидации методологических принципов физики и биологии. Это касается прежде всего идеи сохранения, отражающей существование универсального для всей материи свойства устойчивости. В настоящее время идея сохранения получает естественнонаучное обоснование не только в физических законах сохранения, но также и в матричном принципе биосинтеза белка, в принципе комплемен- тарности нуклеотидных оснований. Доказательство биохимической универсальности живого, универсальности генетического кода существенно дополнило прежние способы изучения устойчивости живого, основанные на описании и применяющиеся в систематике, морфологии, эволюционном учении. Оно привело к известному изменению характера биологического познания в целом. Интерпретация идеи сохранения, которую представила молекулярная биология, выходит далеко за пределы этой дисциплины: она оказывает непосредственное влияние на формирование «методологического климата» всей совокупности биологических наук. «Дух инвариантности» в биологии, свойственный прежде всего молекулярной биологии и генетике, объединяет науки о живой и неживой природе, создавая тем самым дополнительные возможности для утверждения целостности научного мировоззрения. Новый этап в доказательстве единства мира, начатый молекулярной биологией, подготавливался как бы исподволь, при очевидном опережении общих идем, выдвигаемых до эксперимента и зачастую учеными, не имеющими непосредственного отношения к биологии. Трудно переоценить, например, воздействие на образ мыслей биологов идей Э. Шредингера, опубликовавшего книгу «Что такое жизнь? С точки зрения физика» почти за десять лет до открытия Уотсона — Крика. Как отмечает В. А. Энгельгардт, эта книга «сыграла в значительной мере роль сорвавшегося с вершины горы камня, движение которого породило лавину нынешней «биологической революции», и в этом отношении ее появление было событием большой важности»36. Действительно, высказанная Шредингером идея генетического кода («шифровального кода») оказалась чрезвычайно привлекательной для многих физиков, в том числе и для Ф. Крика, который, по свидетельству Дж. Уотсона, бросил физику и занялся биологией, после того как в 1946 г. прочитал указанную книгу. «В этой книге,— писал Уотсон,— очень изящно излагалось предположение, что гены представляют собой важнейшую составную часть живых клеток, а потому понять, что такое жизнь, можно, только зная, как ведут себя гены»37. Подчеркивая значение для живого «наивысшей степени упорядоченности» молекул, а также способности организма «пить упорядоченность» из подходящей среды, Шредингер писал: «...оказывается, что «новый принцип» — принцип «порядок из порядка», который мы провозгласили с большой торжественностью в качестве действительного ключа к пониманию жизни, совсем не нов для физики»38. Понимание Шредингером самого «шифровального кода» ясно свидетельствует о «физической природе» его гипотезы, так блестяще подтвержденной последующим развитием науки. Не удивительно, что рассмотрение наследственного вещества в качестве твердого тела, апериодического кристалла было предложено физиком, привычно мыслящим в категориях динамических и статических закономерностей, в категориях законов сохранения. Шредингер отмечал, что «термин шифровальный код, конечно, слишком узок. Хромосомные структуры служат в то же время и инструментом, осуществляющим развитие, которое они же предвещают. Они являются и кодексом законов, и исполнительной властью, или, употребляя другое сравнение, они являются одновременно и архитектором, и строителем» 39. Вероятно, в данном случае не столь существенна спорность предположения о коде как «инструменте», что отмечается в комментариях советских переводчиков к последнему изданию книги Шредингера (активность генов может регулироваться не только белками- гистонами ДНК, но и гормонами и т. д.). Интересно другое: в «донуклеиновую» эру, когда решающая роль даже в генном аппарате отводилась белкам, Шредин- гер не только использовал в биологии понятие «код», но и трактовал связанную с ним идею сохранения как единство статики и динамики. Что касается более точного понятия инварианта, характерного для современной биологии, то в истории отечественной науки несомненный интерес представляет гипотеза известного советского генетика Н. К. Кольцова. В 1927 г. эта гипотеза была изложена на III Всесоюзном съезде биологов, анатомов и гистологов в Ленинграде, а вскоре речь II. К. Кольцова была опубликована и за рубежом. Знаменательно, что именно благодаря развитию генетики и на ее основе Н. К. Кольцов предложил такой механизм копирования молекул, который практически был матричным принципом самоудвоения «наследственного вещества». Согласно бытовавшим тогда представлениям, в качестве субстрата модели Н. К. Кольцова выступала белковая молекула, что сделало нереальной экспериментальную проверку гипотезы. Тем не менее ее воздействие обнаруживается в создании в 30-х годах Н. В. Тимофеевым-Ресовским, учеником Н. К. Кольцова, плодотворного и ныне широко применяемого понятия «конвариантной редупликации»40. Общие идеи менделизма неизбежно вели к превращению генетики в точную науку и соответственно порождали необычную для прежней биологии трактовку идеи сохранения. Это уже было не просто фиксацией устойчивости как неотъемлемого свойства живого, а определением универсальных для всего живого «правил» устойчивости, которые после открытия Уотсона — Крика стали важным фактором стремительного развития биологии и изменения характера биологического познания в целом. В модели ДНК Уотсона и Крика было сформулировано правило отбора для соединения оснований в пары: аденин может соединяться только с тимином, а гуанин — только с цитозином. «Наша структура,— писали Уотсон и Крик,— таким образом, состоит из двух цепочек, каждая из которых является комплементарной по отношению к другой»41. Ком- плементарность оказалась специфическим видом приспособленности молекулярных структур живого к выполнению ими упорядоченных и согласованных между собой функций, к обеспечению самого характерного свойства живого — свойства самовоспроизведения. Поэтому в биологических и даже философских работах универсальность генетического кода, основанного на матричном синтезе, рассматривается в качестве фундаментального инварианта живого. В настоящее время речь идет уже не о доказательстве общности физики и биологии в использовании идеи сохранения, а о дальнейшем эмпирическом исследовании законов сохранения органического мира и их теоретическом обобщении. Так, Ю. А. Урманцев, одним из первых поставивший вопрос о существовании биологических законов сохранения, показал, что исследование трех видов биологической симметрии (структурной, геометрической и динамической) ведет к обнаружению такого разнообразия инвариантов, симметрии законов живой природы относительно тех или иных преобразований, что становится возможным точное определение сущности биологических законов сохранения42. Особенно важна в этом плане динамическая биосимметрия, поскольку она проявляется на всех уровнях организации живого, начиная с молекулярного и кончая биосферным. Там, где сохранение как бы лежит на поверхности, т. е. в явлениях наследственности, уже проводится математическая об- рабо*ка инвариантных свойств, делаются попытки представить проблему генетического кода в терминах математики отношений, групповых преобразований и т. д. Изучение молекулярных основ наследственности дает новый материал для понимания диалектики симметрии и асимметрии живого, столь существенной в процессах сохранения. Как впервые показано Г. Ф. Гаузе43, при переходе от неживой материи к биологическим формам ее существования резко возрастает асимметричность в структуре, морфологии, динамике процессов. Если «инвариант» в наследственности связан прежде всего с общей симметрией молекулы ДНК, ее спиралевидной формой, то наиболее биологически важные свойства видовой и индивидуальной специфики ДНК обусловлены асимметрией ее первичной структуры, уникальной последовательностью нуклеотидов вдоль цепи молекулы. В динамическом аспекте крайне существенна та асимметричность, которая зафиксирована молекулярной биологией в утверждении однонаправленности движения информации от нуклеиновых кислот к белкам. Будучи связан с зеркальной симметрией, принцип комплементарности осуществляется в «царстве асимметрии», обусловленной сменой поколений живых существ, значением необратимой «стрелы времени» в способах самовозобновления биологического процесса. Поэтому матричный синтез, наиболее полно выражая принципы сохранения в живом, «первородно» обременен биологической спецификой: он лежит в фундаменте сугубо биологического свойства воспроизведения себе подобного. Невозможность абсолютно идентичного копирования (в силу молекулярных мутаций, ошибок в механизме репараций и т. д.) приводит к созданию «пусковых механизмов» эволюции, к подчинению «инварианта» общему процессу эволюционного развития. Уже сам факт все большей причастности молекулярной биологии к эволюционизму (изучение молекулярных основ эволюции, молекулярной экологии, молекулярной биологии индивидуального развития) говорит о том, что современное «переоткрытие» концепции устойчивости совершается в период, когда не осталось, кажется, ни одного биолога, ставящего под сомнение кардинальное значение идеи эволюции для биологии. Чем дальше развивается познание молекулярного уровня живого, тем очевиднее становится «несводимость» таких характеристик живого, как целесообразность, приспособление, эволюция к тем физико-химическим процессам, которые составляют основу этих свойств, но далеко не исчерпывают их содержания. Обсуждение проблемы редукционизма в советской и зарубежной литературе 44 показало, что «экстремистский редукционизм», всецело сводящий биологию к физике, не может решить проблемы совмещения различных уровней познания живого и претендовать на роль ведущего принципа биологического познания. Методология современной биологии все решительнее переходит на рельсы диалектики. Не формально-логическое мышление, как считал Моно, не «картезианская логика», но диалектика во всем многообразии ее содержания оказывается насущной потребностью биолога. Процесс обогащения биологической науки диалектико-материалистическим методом познания довольно сложен и осуществляется при условии постоянного взаимодействия методологических и мировоззренческих сторон научно-исследовательской деятельности. На материале молекулярной биологии можно видеть определенную специфику этого взаимодействия, а именно непосредственную зависимость характера мировоззренческих обобщений от особенностей используемых методологических средств познания. Указанная зависимость особенно ощутима на уровне конкретной методологии исследования. Развитие физико-химической биологии привело к освоению нового пласта методологии, поскольку широкое применение методов физики, химии и кибернетики сопровождается экстраполяцией на биологию методологических принципов исследования. Вместе с тем использование концепций точных наук, присущего им подхода к объекту и определенного стиля мышления означает и перенесение в область изучения живого свойственного представителям этих наук мироощущения, конкретно-научного содержания мировоззрения, способов его формирования. Поэтому правомерно говорить о решающем воздействии физического мышления45 на характер мировоззренческих выводов из достижений молекулярной биологии. Именно физика внесла основной вклад в естественнонаучное обоснование единства мира. Доказательство инвариантности преобразований в различных системах координат, открытие законов сохранения укрепили представление об универсальности действия физических законов в обозримой нами Вселенной. Аналогично этому современное познание инвариантных характеристик живого сопровождается поиском биологических законов сохранения, универсальных определений жизни. Поскольку нам известна лишь земная форма жизни, то с понятием универсальности следует обращаться осторожно, выделяя его гносеологический смысл. Такой смысл содержится в понятии универсальности генетического кода, поскольку оно является одним из фундаментальных в нашем представлении о «биологической реальности»46. Несмотря на различие в содержании понятия «биологическая реальность», употребляемого в рамках отдельных теоретических концепций, общим остается признание того, что с возникновения генетического кода началась жизнь, а механизм реализации генетического кода, основанный на взаимодействии нуклеиновых кислот и белка, составляет качественное отличие способов самообновления, саморазвития биологического процесса. Современная наука не знает иных структур, кроме нуклеиновых кислот, способных к редупликации, к молекулярному «изданию» свойства самовоспроизведения. Но если и возможны другие структуры, то, очевидно, они также должны обладать данным свойством. В этом скорее всего заключен онтологический смысл универсальности генетического кода. Информационную функцию макромолекул приходится рассматривать в качестве универсальной, всеобщей для всех возможных форм жизни, либо остается предположить, что иная жизнь — совсем не то, что мы называем жизнью. Но в таком случае должна быть и другая физика, другая химия, для понимания которых у нас нет позитивных данных. Тем не менее земная наука не беспомощна по отношению к универсуму хотя бы в силу того, что может дать негативную оценку своему знанию при столкновении с неведомым и тем самым иметь отправную точку для дальнейшего познания. Диалектика уникального и универсального такова, что чем глубже мы проникаем в природу уникального (например, жизни на Земле), тем полнее понимаем универсальное. В этом смысле наиболее существенны именно мировоззренческие следствия из представлений об инвариантах живого. Концепция биохимической универсальности живого, основанная на инвариантности генетического кода, выдвинула новые подходы к представлению о биологической реальности и тем самым дополнила знание объективной реальности, фрагментом которой является мир живого. Самое универсальное свойство материи состоит в том, что природа «бесконечно существует, и вот это- то единственно категорическое, единственно безусловное признание ее существования вне сознания и ощущения человека и отличает диалектический материализм от релятивистского агностицизма и идеализма»47. Поэтому доказательство объективности мира живого, связанное с достижениями молекулярной биологии, может по праву рассматриваться в качестве важного этапа общего процесса развития содержания этого исходного принципа марксистской философии. Как будет показано дальше, релятивизм и идеализм изменяют свои формы под давлением успехов биологии, но они не сходят со сцены, и в борьбе с ненаучными либо отрывочными, хаотичными мировоззренческими обобщениями сохраняет свою силу тот аргумент, что объективный характер знания об уникальном, особенном непременно содержит в себе знание об универсальном, всеобщем. Если современные биологи, как никогда прежде, уверены в объективности данных науки и обсуждают проблему объективности знания как одну из важнейших, то следует признать и отражение свойств универсума в результатах науки, хотя и созданной в процессе исследований земных объектов. По все дело в том, что стихийная диалектика естественнонаучного познания отнюдь не всегда сопряжена с сознательным принятием диалектики как всеобщей теории развития. Так, Моно выступает за объективность знания и даже рассматривает постулат объективности в качестве главного принципа этики ученого, и тем не менее он решительно отрицает идею глобального эволюционизма и в целом объективную диалектику, считая ее гегельянской проекцией диалектики мышления на окружающий мир48. Эмпиризм мышления этого выдающегося естествоиспытателя служит причиной боязни широких философских обобщений, а сознательная тяга к позитивизму и антикоммунистическая направленность политических взглядов обусловливают нежелание стать на действительно объективную позицию в отношении философии диалектического материализма. В результате теоретические размышления о понятии инварианта не только повисают в воздухе, но и сопровождаются утверждением о его непознаваемости. Так стихийный материализм, как это часто случается, превращается в агностицизм. Между тем последовательное проведение принципа объективности материи и ее познаваемости создает условия для рационального обобщения объективной диалектики, отражающейся в результатах молекулярно-биологических исследований. Если инвариант нерасторжим с вариабельностью, что общепризнанно, если дискретность наследственного вещества создает фундамент для непрерывности в передаче наследственной информации от поколения к поколению, то для беспристрастного исследователя должна быть очевидной тождественность объективной и субъективной диалектики, отражение в последней всеобщих законов развития материи. Фактически в проблеме дискретного и непрерывного, столь актуальной в современной биологии, содержатся те же моменты, которые обстоятельно исследованы в области философских вопросов физики ,г\ При этом нельзя не учитывать собственно биологическую традицию, связанную с изучением дискретности видов и непрерывности филогенетического процесса, дискретности наследственных факторов Менделя и непрерывности самого явления наследственности и т. д. Современные представления о дискретности чрезвычайно многообразны. Они распространяются на все уровни органической жизни, начиная с молекулярно-генетического и кончая биосферным. Однако общее представление о дискретности, являющееся неотъемлемой составной частью современного стиля научного мышления1с, было создано на базе физики. И в этом также проявляется зависимость мировоззренческих обобщений молекулярной биологии от того процесса физикализации знания, который породил саму молекулярную биологию. Понимание единства дискретности и непрерывности, какова бы ни была конкретная исследовательская задача в изучении молекулярных основ жизни, определяется в конечном счете (подчас неосознанно) той картиной мира, которая исторически сформировалась и существует поныне как физическая картина мира. В ней дискретность и непрерывность обладают 49 50 поистине универсальными характеристиками, и молекулярная биология не только дает подтверждение этой универсальности, но и ставит новые задачи по исследованию соотношения универсального и уникального. Дело в том, что, как биологическая наука, молекулярная биология помещает проблему дискретности— непрерывности в контекст проблемы развития, эволюции. Логика научного познания привела молекулярную биологию, как отмечалось, к созданию нового направления — к изучению молекулярных основ эволюции. Обращение к эволюционной проблематике как бы выводит молекулярную биологию из-под решающего методологического воздействия физики, поскольку молекулярно-эволюционные представления, как и микроэволюционная концепция эволюции, основанная на генетике популяции, базируются на принципах дарвинизма. Таким образом, вклад молекулярной биологии в формирование научного мировоззрения существенным образом определяется использованием методов и концепций физических наук, присущим физике способом мировоззренческих обобщений. С переходом к эволюционной проблематике картина меняется: происходит методологическая переориентация и соответственно возникают новые подходы к мировоззренческим оценкам приобретаемого наукой знания. Не ставя под сомнение дальнейшие перспективы контактов биологии с точными науками, можно выделить те аспекты, которые определяются качественными особенностями биологического знания, его существованием как относительно самостоятельного раздела науки, вполне суверенного в решении целого круга вопросов, в том числе и мировоззренческого характера.