20 вопросов_ФИЛОСОФИЯ БИОЛОГИИ. Учебное пособие для аспирантов и соискателей Оренбург 2005 министерство образования и науки российской федерации

• Название: Учебное пособие для аспирантов и соискателей Оренбург 2005 министерство образования и науки российской федерации
• Дата: 03.12.2020
• Размер: 0.57 Mb.
• Имя файла: 20 вопросов_ФИЛОСОФИЯ БИОЛОГИИ.doc
• Тип: Учебное пособие; #156570
• страница: 2 из 11

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 – эволюционно-генетические, каузальные и системно-структурные.

В биологии Х1Х века и первых десятилетий ХХ века ведущим был эволюционный принцип. В последние десятилетия ХХ века характеризуются фундаментальным значением структурных теорий. Для биологии и медицины Х1Х века характерны разобщенность структурного и эволюционного подхода. Понимание их единства складывается постепенно, начиная с конца Х1Х 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». (L. von Bertalanffy. Das biologische Weltbild. Bd. 1. Bern, 1949, 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». (Борн М. Физика в жизни моего поколения. М., 1965. 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». (На пути к теоретической биологии. М., 1970. 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.

Живыми системами являются клетки, ткани, органы, системы органов, организмы, популяции организмов, экологические системы, биосфера в целом.

Развитие молекулярной биологии привело к новому пониманию сущности жизни, определению свойств живого и вычленению уровней организации живого.

Методологическим подходом к пониманию сущности жизни в настоящее время является понимание жизни в качестве процесса, конечным результатом которого является самообновление, проявляющееся в самовоспроизведении. Все живое происходит только из живого, а всякая организация, присущая живому, возникает только из другой подобной организации. Следовательно, сущность жизни заключается в её самовоспроизведении, в основе которого лежит координация физических и химических явлений и которое обеспечивается передачей генетической информации от поколений к поколениям. Именно эта информация обеспечивает самовоспроизведение и саморегуляцию живых существ. Поэтому жизнь – это качественно особая форма существования материи, связанная с воспроизведением.

Живое построено из тех же химических элементов, что и неживое (кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, натрий, калий, кальций и другие элементы). В клетках они находятся в виде органических соединений. Однако организация и форма существования живого имеет специфические особенности, отличающие живое от предметов неживой природы.

В качестве субстрата жизни внимание привлекают нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Нуклеиновые кислоты – это сложные химические соединения, содержащие углерод, кислород, водород, азот и фосфор. ДНК является генетическим материалом клеток, определяет химическую специфичность генов. Под контролем ДНК идет синтез белков, в котором участвуют РНК.

Белки – это также сложные химические соединения, содержащие углерод, кислород, водород, азот, серу, фосфор. Молекулы белков характеризуются большими размерами, чрезвычайным разнообразием, которое создается аминокислотами, соединенными в полипептидных цепях в разном порядке. Большинство клеточных белков представлено ферментами. Они выступают также в роли структурных компонентов клетки. Каждая клетка содержит сотни разных белков, причем клетки того или иного типа обладают белками, свойственными только им. Поэтому содержимое клеток каждого типа характеризуется определенным белковым составом.

Ни нуклеиновые кислоты, ни белки в отдельности не являются субстратами жизни. В настоящее время считают, что субстратом жизни являются нуклеопротеиды. Они входят в состав ядра и цитоплазмы клеток животных и растений. Из них построены хромосомы и рибосомы. Они обнаружены во всех представителях органического мира – от вирусов до человека. Можно сказать, что нет живых систем, не содержащих нуклеопротеидов. Однако важно подчеркнуть, что нуклеопротеиды являются субстратом жизни лишь тогда, когда они находятся в клетке, функционируют и взаимодействуют там. Вне клеток (после выделения из клеток) они являются обычными химическими соединениями. Следовательно, жизнь есть, главным образом, функция взаимодействия нуклеиновых кислот и белков, а живым является то, что содержит самовоспроизводящуюся молекулярную систему в виде механизма воспроизводства нуклеиновых кислот и белков.

В отличие от живого различают понятие «мертвое», под которым понимают совокупность некогда существовавших организмов, утративших механизм синтеза нуклеиновых кислот и белков, т.е. способность к молекулярному воспроизведению. Например, «мертвым» является известняк, образованный из остатков живших когда-то организмов.

Наконец, следует различать «неживое», т.е. ту часть материи, которая имеет неорганическое (абиотическое) происхождение и ничем не связана в своем образовании и строении с живыми организмами. Например, «неживым» является известняк, образованный из неорганических вулканических известняковых отложений. Неживая материя в отличие от живого не способна поддерживать свою структурную организацию и использовать для этих целей внешнюю энергию.

Обсуждая молекулы, рассматриваемые в качестве субстрата жизни, нельзя не отметить, что они подвергаются непрерывным превращениям во времени и пространстве. Достаточно сказать, что ферменты могут превратить любой субстрат в продукт реакции в исключительно короткое время. Поэтому определение нуклеопротеидов в качестве субстрата жизни означает признание последнего в качестве весьма подвижной системы.

Как живое, так и неживое построены из молекул, которые изначально являются неживыми. Тем не менее, живое резко отделяется от неживого. Причины этого глубокого различия определяются свойствами живого, а молекулы, содержащиеся в живых системах, называются биомолекулами.

Для живого характерен ряд свойств, которые в совокупности «делают» живое живым. Такими свойствами являются самовоспроизведение, специфичность организации, упорядоченность структуры, целостность и дискретность, рост и развитие, обмен веществ и энергии, наследственность и изменчивость, раздражимость, движение, внутренняя регуляция, специфичность взаимоотношений со средой.

Самовоспроизведение (репродукция). Это свойства является важнейшим. Замечательной особенностью является то, что самовоспроизведение тех или иных организмов повторяется в неисчислимых количествах генераций, причем генетическая информация о самовоспроизведении закодирована в молекулах ДНК. Положение «все живое происходит только от живого» означает, что жизнь возникла лишь однажды и что с тех пор начало живому дает только живое. На молекулярном уровне самовоспроизведение происходит на основе матричного синтеза ДНК, которая программирует синтез белков, определяющих специфику организмов. На других уровнях оно характеризуется чрезвычайным разнообразием форм и механизмов, вплоть до образования специализированных половых клеток (мужских и женских). Важнейшее значение самовоспроизведения заключается в том, что оно поддерживает существование видов, определяют специфику биологической формы движения материи.

Специфичность организации. Она характерна для любых организмов, в результате чего они имеют определенную форму и размеры. Единицей организации (структуры и функции) является клетка. В свою очередь клетки специфически организованы в ткани, последние – в органы, а органы – в системы органов. Организмы не «разбросаны» случайно в пространстве. Они специфически организованы в популяции, а популяции специфически организованы в биоценозы. Последние вместе с абиотическими факторами формируют биогеоценозы (экологические системы), являющиеся элементарными единицами биосферы.

Упорядоченность структуры. Для живого характерна не только сложность химических соединений, из которого оно построено, но и упорядоченность их на молекулярном уровне, приводящая к образованию молекулярных и надмолекулярных структур. Создание порядка из беспорядочного движения молекул – это важнейшее свойство живого, проявляющееся на молекулярном уровне. Упорядоченность в пространстве сопровождается упорядоченностью во времени. В отличие от неживых объектов упорядоченность структуры живого происходит за счет внешней среды. При этом в среде уровень упорядоченности снижается.

Целостность (непрерывность) и дискретность (прерывность). Жизнь целостна и в то же время дискретна как в плане структуры, так и функции. Например, субстрат жизни целостен, так как представлен нуклеопротеидами, но в то же время дискретен, так как состоит из нуклеиновой кислоты и белка. Нуклеиновые кислоты и белки являются целостными соединениями, однако тоже дискретны, так как состоят из нуклеотидов и аминокислот. Репликация молекул ДНК является непрерывным процессом, однако она дискретна в пространстве и во времени, так как в ней принимают участие различные генетические структуры и ферменты.

Процесс передачи наследственной информации тоже является непрерывным, но он дискретен, так как состоит из транскрипции и трансляции, которые из-за ряда различий между собой определяют прерывность реализации наследственной информации в пространстве и во времени. Митоз клеток также непрерывен и одновременно прерывен. Любой организм представляет собой целостную систему, но состоит из дискретных единиц – клеток, тканей, органов, систем органов. Органический мир также целостен, поскольку существование одних организмов зависит от других, но в то же время он дискретен – состоит из отдельных организмов.