Существует ли теоретическая биология и что это такое?



Скачать 99.65 Kb.
Дата25.05.2018
Размер99.65 Kb.

Липкин А.И.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ БИОЛОГИЯ НА ФОНЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ


Когда в последней трети ХХ в. был поднят вопрос "Существует ли теоретическая биология и что это такое?", то многие биологи в качестве образца выбрали теоретическую физику (см: [1]). Очень ярко это иллюстрирует высказывание биолога Н.В. Тимофеева-Ресовского: "Теоретической биологии не было до самого последнего времени, потому что нет общих естественноисторических биологических принципов, сравнимых с теми, которые, начиная с XVIII в., существовали в физике.

Под принципами, по сути, имеются в виду законы. При этом предполагается, что физика развивалась "по Ф.Бэкону", т.е. от эмпирических фактов (наблюдений) к эмпирическим законам, и затем ко все более общим теоретическим законам. В [3] показано, что в физике что-то подобное если и есть, то лишь на ранних стадиях развития того или иного раздела физики. Скажем, развитие электродинамики до Фарадея и Максвелла. Переход же в зрелую фазу, отвечающую электродинамике Максвелла, происходит "по Галилею" и выглядит совершенно по-другому [3, 4]. Путь "по Галилею" идет от теоретических "первичных идеальных объектов" — ПИО (пустота — это такая идеальная среда, где тело падает равномерноускоренно), которые затем реализуются в эмпирический материал (гладкие наклонные плоскости с шариком), переструктурируя и подчиняя его своей логике. Другими словами, проделывается путь, по сути, противоположный бэконовской методологии. не эмпиристские, а рационалистические ходы определяют ее формирование. Собственно о том, что бэконовским путем нельзя получить теоретических законов, даже частных, известно со времен Д.Юма и И.Канта, т.е. с конца 18 в. (Кант эту проблему пытался решить, вводя свои априорные формы чувственности и рассудка, а позитивисты — уходя в чистую феноменологию или конструктивизм [3—5]).

Поэтому указанные Тимофеевым-Ресовским ориентиры не указывают пути к биологии как зрелой науке.
Бэконовский путь лежит и в основе попытки определить жизнь (или живое) через набор признаков. По сути, вариантом этого пути является попытка описать живое через некоторые характерные механизмы или материал. Сегодня это молекулярная биология, в первую очередь генетика.

На то, что этот путь не схватывает что-то очень важное указывает параллелизм развития химии (в реконструкции, проведенной в [3] и генетики (см. таблицу).




Химия 19 в.

Классическая генетика

атомы (и связи)

гены


1
Появилось явное определение атомов и молекул (соединений), на основе физических моделей.

На этом основании производится редукция химии к физике



Появилась модель молекулярного текста генома.

На этом основании производится редукция биологии к биохимии


Что касается химии, то следует говорить не о редукции, а о физическом описании некоторых механизмов и элементов общей химической структуры, задаваемой приведенной в таблице структурой понятий, т.е. о физическом описании некоторых фрагментов, а не о полной редукции химии к физике. Понятия химических превращений, атомов, соединений и веществ не отменяется.

То же можно сказать и про биологию - физико-химические модели биологических фрагментов, молекулярные механизмы не отменяют специфики биологии.

Так в чем же состоит ее специфика, и что задает целостность биологии, в которую сегодня входит множество разделов?

Как показано в [3] специфику физики, состоящей из множества разделов, задает общая структура специфического процесса — обобщенного движения-перемещения, которое описываемая как переход физической системы из одного состояния в другое. Разделы физики отличаются друг от друга различными типами физических систем, характеризующихся множеством соответствующих состояний.

В [3] показано, что химия тоже задается своим характерным процессом — превращением веществ. имеющим, Как и в физике, этот процесс определяет не только диахронический (процессуальный), но и синхронический (структурный) срез. Но, в отличие от физики, в химии есть такие разделы химии, например, физическая химия (тоже разбивающаяся на разделы), которые посвящены определенным фрагментам основной химической структуры, например физическим механизмам некоторого типа химических связей. Подобный тип отношения между дисциплиной и ее разделами, по-видимому, характерен и для биологии.

Мы выдвигаем гипотезу 1: специфика и единство биологии определяется "биологическим объектом" Х, а ее разделы — описанием различных его фрагментов, например, молекулярных механизмов частных процессов или структур для молекулярной биологии.

Гипотеза 2: этот "биологический объект" задается в некоторой системе понятий.

Гипотеза 3: главным специфическим отличием "биологического объекта" Х является другой, по сравнению с физикой и химией, тип причинности, отвечающей его внутренней активности на "организменном" уровне (1-й уровень). Если в физике и химии речь идет о действующей причине (в терминологии, идущей еще от Аристотеля), в которой отсутствует внутренняя активность объекта, то биологический объект характеризует активное отношение к окружающей среде, что отвечает "целевой причинности". Центральным фрагментом "биологического объекта" Х является структура:

"организм - функциональные органы - среда". (1)

Организм вступает в отношения со средой, что, в отличие от силового или энергетического взаимодействия в физике, предполагает оценку: положительно (стремление к), отрицательно (стремление от), безразлично. Это отношение обеспечивают функциональные органы.

Итак, структура 1 описывает "поведенческую" целесообразную активность организма в среде, связанную с обменом веществами и пр. организма со средой2.

Гипотеза 4: структура 1 недостаточна для задания "биологического объекта". Требуется еще ввести размножение и видовое разнообразие. Для этого введем еще два уровня.

Популяционный уровень (2-й уровень).

Под размножением мы понимаем порождение родителями детей (оставляя конкретные молекулярные механизмы за скобками). Для этого мы вводим понятие популяции, как множества особей (здесь организм выступает как особь, т.е. представитель популяции), могущих быть включенными в такой процесс размножения. Здесь нет стандартной добавки "одного вида", поскольку мы еще не ввели понятия "вида", что будет сделано на следующем шаге.


Для того, чтобы ввести понятие разнообразия видов (а без этого нельзя ввести понятия вида), необходимо ввести 3-й — "биосферный" уровень. Он необходим для рассмотрения вопросов разнообразия и экологии, для преобразования разнообразия и т.п., т.е. для моделей эволюции типа номогенеза.
Таким образом, мы приходим к следующей 3-уровневой модели "биологического объекта" Х:
3.1. Биосфера --------3.2. Геосфера

| |


2.1. популяция ------- 2.2. Биоценоз

| |


1.1. особь-организм --------- 1.2. Среда
Сх.1. Трехуровневая модель "биологического объекта"
Такая 3-уровневая модель схватывает основные приписываемые биологическим объектам свойства3.
Мы не исключаем, что эта модель может усложняться, что может потребоваться введение дополнительных уровней (например, сложных энергетических взаимодействий с космосом, на который указывает популярная в последнее время "восточная" медицина). Но существующие сегодня многочисленные разделы биологии (в том числе этология, геномика, клеточная биология, биология развития, экология, эволюционные концепции, и др.) занимаются, в основном, различными фрагментами этого "биологического объекта" Х, в первую очередь молекулярными механизмами. То же можно сказать и о синергетических и лингвистических подходах, особенность которых состоит в использовании холистских моделей, а не элементаристских, на которых стоят физика и химия. Но и в них, насколько мне известно (анализ сенергетики дан в [3, 6]), не может быть введена "поведенческая" активность.
Принципиально, что тип связи организма со средой задан как орган-функция (!).

С одной стороны, это задает "видение" (членение) среды, со стороны организма. Организм связан со средой через свои органы, среда представлена организму через его органы4.

С другой стороны, отношения организм-органы пронизывают все вертикальные иерархические слои: особь-оганизм является органом (размножения) для популяции в ее среде - биоценозе; популяция является органом (эволюции, приспособления, экспансии) для биосферы (как совокупности видов) в ее среде - геосфере. Хотя эту цепочку можно продлить и вниз к клеточному и субклеточному уровням: "органы особи" - ткани - клетки - органеллы, но мне представляется, что речь здесь идет о клеточных и субклеточных механизмах и структурах, а не уровнях. Клетка и ее органеллы выделяются эмпирически (как явления) и не требуют для своего введения особой теоретической системы понятий, необходимых для введения "первичных идеальных объектов" [3]. Поэтому вводить более низкие уровни для задания "биологического объекта" Х, задающего специфику и единство биологии не требуется.
Итоги.

Даже, если высказанные гипотезы напрямую окажутся неэффективными, мы хотим продемонстрировать тип подхода, отличный от обычно применяемых.

Сюда относится, во-первых, применение не бэконовского, а галилеевского подхода, основанного на введении ПИО, в рамках системы понятий и постулатов.

Во-вторых, оторваться от эволюционизма и эмпиризма, и ориентироваться при формировании исходного понятия "биологического объекта" Х, на исторически и логически более яркое животное, а не одноклеточное растение или что-то еще более "простое", на что толкает эволюционизм5 и эмпиризм. "Более простое", можно получить как вырожденный случай более сложного.

В-третьих, надо понимать, что можно и чего нельзя получить, изучая физико-химические молекулярные механизмы. Физика и химия основаны на действующей причинности, а биологический объект обладает "поведенческой" активностью, а следовательно, типологически другой причинностью (что не равно витализму). Следовательно, биологический объект не может быть сведен к физическим и химическим процессам, т.е. к молекулярной биологии, которая является лишь физико-химической проекцией биологических объектов. Молекулярная биология при этом оказывается физико-химическим описанием некоторых механизмов. В центре разделов современной биологии оказались механизмы.

Различие между понятиями механизма (того или иного биологического процесса, функции) и органами - принципиальное различие.

Исходно под механизмом понималось техническое инженерное устройство, преобразующее движение. При всех дальнейших усложнениях этого понятия в нем остается след от новоевропейского социального проекта — оседлать природу, высвободить ее силы и управлять ими, в нем явно или неявно (в сути эксперимента) есть часть, к которой может подстроиться человек управляющий им. В этом смысле, с внутренней активностью организма совместимо понятие органа, а не механизма. Это принципиальное различие лежит в центре проблемы редукции биологии к физико-химическим механизмам, поэтому необходима более глубокая проработка понятий механизм, орган, организм. Этот подход не закрывает спор витализма с механицизмом, но поднимает его на другой уровень обсуждения.

В-четвертых, не факт, что понятие "жизнь" более первично для биологии, чем понятие "живое существо", единство биологии может задаваться через единый сложный идеальный "биологический объект". Такой тип отношения между дисциплиной и ее разделами отличается от того, что имеет место в физике.

В-пятых, возможность особого типа усложнения объекта за счет введения иерархически надстраиваемых уровней.
1. На пути к теоретической биологии. Т.1. Пролегомены. М., 1970

2. Тимофеев-Ресовский Н.В. Генетика, эволюция и теоретическая биология // Природа, 1980, № 9

3. А.И.Липкин Основания современного естествознания. Модельный взгляд на физику, синергетику, химию. М.: Вузовская книга. 2001. 300 с.

4.Липкин А. От эмпиризма к рационализму (на материале становления электродинамики) //Философия науки. 1999, N5, с. 77-102.

5. А.И.Липкин Фр. Бэкон, Г.Галилей и современная философия науки Философские науки, 1999, N 3-4, с. 117-137.

6. Липкин А.И. Философия, математика, физика и синергетика у И.Пригожина (позиция конструктивного рационализма). В кн.: Синергетическая парадигма. Многообразие поисков и подходов. М.:Прогресс-Традиция, 2000; с. 434-452.



7. Липкин А.И. Два взгляда на место "соотношения неопределенностей", классической физики и измерения в основаниях квантовой механики (в печати).


1 На основе анализа специальным образом поставленных скрещиваний набору признаков сопоставляется модель некого действующего комплекса генов, проявляющихся в определенной среде. При таком сопоставлении первоначально выбор производится из уже известного набора генов и их вариантов – аллелей. Однако теоретически предполагается, что имеется возможность появления новых генов, а количество вариантов отдельных генов чрезвычайно велико. Поэтому набор теоретических единиц – генов и их аллелей– остается открытым.

2 Не обязательно, чтобы все органы были связаны с активностью, важно, что есть такие, которые связаны с поведенческой активностью.

3 Между 1-м и 2-м уровнем находится то, чем занимается генетика, а также процессы превращения яйцеклетки в организм (относится к линии 1.1. -- 2.1).

4 Это аналогично утверждению, что человек воспринимает мир через культуру и язык.

5 Здесь полезна аналогия с ситуацией, возникшей при создании "новой" квантовой механики [7]

Каталог: education -> chair -> philosophy -> upload
upload -> 16 философские проблемы космологии
upload -> Проанализировать выделенное. Ответить на вопросы
upload -> В. Д. Эрекаев Онтология планковской космологии
philosophy -> Современные споры реализма и антиреализма 1
upload -> Программа «Физика без времени»
upload -> Auguste Comte — основатель позитивизма, родился 19-го января 1798 г
upload -> М. Ф. Румянцева Основания научного исторического знания
upload -> Онтологический анализ фундаментальных космологообразующих объектов струны, браны и др


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©znate.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница