Введение. В настоящее время ортодоксальный подход в био­логии представлен механистической

В настоящее время ортодоксальный подход в био­логии представлен механистической теорией жизни: живые организмы рассматриваются как физико-хими­ческие машины и считается, что все явления жизни в принципе могут быть объяснены на языке физики и химии[1]. Эта механистическая парадигма[2], безусловно, не нова; фактически, она преобладает в науке уже око­ло столетия. Главная причина того, почему ее придер­живается большинство биологов, состоит в том, что она работает; эта парадигма предлагает способ мышления, в пределах которого вопросы о физико-химических механизмах жизненных процессов могут быть постав­лены и разрешены.

Тот факт, что этот подход привел к очевидным успехам, таким как раскрытие генетического кода, является сильным аргументом в ее пользу. Тем не менее критики выдвигают серьезные основания для сомнений в том, что все феномены жизни, включая по­ведение человека, могут быть когда-либо объяснены только с механистических позиций[3]. Но, даже если бы механистический подход был признан существенно ограниченным не только практически, но и принципи­ально, он не мог бы быть просто отвергнут; сегодня это единственный подход, доступный для эксперименталь­ной биологии, и несомненно, что он будет использоваться и далее, пока не появится какая-либо позитив­ная альтернатива.

Любая новая теория, способная выйти за рамки ме­ханистической теории, должна будет предложить нечто большее, нежели утверждение, что жизнь включает ка­чества или факторы, не известные в настоящее время физическим наукам: она должна будет сказать, какого рода эти качества или факторы, как они действуют и ка­кое отношение они имеют к известным физико-хими­ческим процессам.

Простейшим способом изменения механистичес­кой теории могло бы быть предположение, что явления жизни зависят от причинного фактора нового типа, не известного физическим наукам, который взаимо­действует с физико-химическими процессами в живых организмах. На протяжении нашего столетия[4] предлага­лось несколько версий такой виталистической теории, но ни одна из них не преуспела в том, чтобы предложить новые эксперименты. Если считать, цитируя сэра Карла Поппера (английского философа и социолога середины XX века. — Прим. пер.), что «критерием научного стату­са теории является ее фальсифицируемость, или отвергаемость, или проверяемость»[5], то витализм как теория не состоялся.

Организмическая, или холистическая, философия дает основания для еще более радикального пересмот­ра механистической теории. Эта философия отрицает, что все во Вселенной может быть объяснено снизу вверх, то есть через свойства атомов или фактически любых гипотетических неделимых частиц материи. Скорее, она признает существование иерархически организованных систем, на каждом уровне сложности обладающих свойствами, которые не могут быть пол­ностью объяснены свойствами их частей, изолирован­ных друг от друга; на каждом уровне целое больше суммы своих частей. Об этих «целых» можно думать как об «организмах», используя этот термин исключи­тельно в широком смысле и включая не только живот­ных и растения, органы, ткани и клетки, но также кристаллы, молекулы, атомы и субатомные частицы. В сущности, эта философия предлагает замену пара­дигмы машины на парадигму организма в биологичес­ких и физических науках. Известна фраза А. Н. Уайтхэда (английского логика, философа и математика, 1861 — 1947.— Прим. пер.): «Биология есть изучение больших организмов, тогда как физика есть изучение меньших организмов»[6].

Различные версии организмической философии защищались многими мыслителями, включая биологов, в течение более чем пятидесяти лет[7]. Но если органицизм должен оказывать нечто большее, нежели поверх­ностное влияние на естественные науки, он должен быть способен сделать проверяемые предсказания. Однако до сих пор он еще этого не сделал[8].

Причины такой неудачи выявляются наиболее от­четливо в тех областях биологии, где организмическая философия приобрела наибольшее влияние, а именно в эмбриологии и биологии развития. Из выдвинутых до настоящего времени положений органицизма наи­более значительным является идея о существовании морфогенетических полей [9]. Предполагается, что эти поля помогают объяснить или описать возникновение характерных форм эмбрионов и других развиваю­щихся систем. Проблема в том, что эта идея использу­ется двусмысленно. Сам термин, казалось бы, предпо­лагает существование физического поля нового типа, которое играет роль в развитии формы. Но некоторые теоретики органицизма отрицают, что они вводят положение о существовании какого-либо нового вида поля, величины или фактора, до сих пор не обна­руженного физикой[10]; скорее, они используют эту организмическую терминологию для создания нового способа обсуждения сложных физико-химических си­стем[11]. Кажется маловероятным, чтобы такой подход смог много дать. Концепция морфогенетических по­лей может иметь практическую научную ценность, только если она ведет к проверяемым предсказаниям, которые отличаются от предсказаний обычной меха­нистической теории. А такие предсказания не могут быть сделаны, если не принять, что морфогенетические поля вызывают измеряемые эффекты.

Гипотеза, выдвигаемая в этой книге, основана на идее о том, что морфогенетические поля действитель­но вызывают измеряемые физические эффекты. Она предполагает, что специфические морфогенетические поля ответственны за характерные форму, структуру и организацию систем на всех уровнях сложности не только в сфере биологии, но также в области физики и химии. Эти поля упорядочивают системы, связанные с ними, оказывая влияние на события, которые с энерге­тической точки зрения кажутся неопределенными или вероятностными; эти поля налагают определенные ограничения на энергетически возможные результаты физических процессов.

Если морфогенетические поля ответственны за организацию и форму материальных систем, они сами должны иметь характерные структуры. Но откуда бе­рутся эти поля-структуры? Предлагаемый ответ состоит в том, что они возникают из морфогенетических полей, связанных с предшествующими подобными системами: морфогенетические поля всех прошлых систем стано­вятся настоящими для любой последующей подобной системы. Структуры прошлых систем влияют на после­дующие подобные системы, причем влияние это на­капливается и действует как через пространство, так и через время.

Согласно этой гипотезе, системы организованы так, как они есть, потому что подобные системы были таким же образом организованы в прошлом. Напри­мер, молекулы сложного органического соединения кристаллизуются данным характерным образом, пото­му что это вещество так же кристаллизовалось раньше; растение принимает форму, характерную для своего вида, поскольку ранее такую форму принимали пред­ставители этого вида; животное инстинктивно ведет себя определенным образом, потому что подобные животные так же вели себя в прошлом.

Гипотеза рассматривает повторение форм и спосо­бов организации; вопрос о причине этих форм и спосо­бов организации она не затрагивает. На этот вопрос могут быть даны различные ответы, но все они кажут­ся в равной степени согласующимися с предложенным способом повторения[12].

Из этой гипотезы может быть выведено множество проверяемых предсказаний, которые разительно от­личаются от предсказаний привычной механистичес­кой теории. Достаточно будет одного примера: если какое-нибудь животное, скажем крыса, обучается но­вому способу поведения, то у других подобных крыс (той же породы, выращенных в тех же условиях и т. д.) будет наблюдаться тенденция к более быстрой обуча­емости этому способу поведения. Чем больше число крыс, научившихся выполнять новое задание, тем лег­че будет научиться его выполнять любой следующей крысе. Так, например, если тысячи крыс научились выполнять новое задание в Лондоне, подобные же крысы должны быстрее научиться выполнять это за­дание в любой другой лаборатории где-либо еще. Если бы скорость обучения крыс в другой лаборатории, скажем в Нью-Йорке, определялась до и после обуче­ния крыс в Лондоне, крысы, испытываемые во втором случае, должны были бы обучаться быстрее, чем те, которые обучались первыми. Этот эффект должен иметь место в отсутствие какого-либо известного способа физической связи или сообщения между двумя лабораториями.

Такое предсказание может показаться настолько невероятным, что его можно счесть абсурдным. И тем не менее примечательно, что уже есть результаты ла­бораторных исследований на крысах, свидетельствую­щие о том, что предсказанный эффект действительно существует[13].

Эта гипотеза, названная гипотезой формативной причинности, предлагает интерпретации многих фи­зических и биологических феноменов, радикально отличающиеся от интерпретаций существующих тео­рий, и позволяет увидеть в новом свете множество хорошо известных проблем. В настоящей книге дано предварительное изложение этой гипотезы; обсужда­ются также некоторые ее приложения и различные способы проверки.

Глава 1
Нерешенные проблемы биологии

Дата добавления: 2015-08-18