5 марта 2017 г.

Глава 37. О разнообразии живого

 

Глава 37. О разнообразии живого
Здесь мы приведем эссе о разнообразии живого (отрывки статьи Ф. Жакоба [126]).
“Хитросплетение веры, знания и воображения рисует нам вечно меняющуюся картину возможного. С этой картиной мы сопоставляем наши желания и страхи. С этим возможным мы сообразуем правила поведения и поступки. В некотором смысле многие виды человеческой деятельности - искусство, наука, техника, политика - лишь разные игры в возможное, каждая со своими собственными правилами.
Вопреки распространенному убеждению, в науке равноважны и результат исследования, и мысль как таковая.
Ученые давным-давно отказались от идеи высшей и незыблемой истины, от описания точной картины действительности, которая якобы только и дожидается, чтобы ее наконец открыли взору. Они научились довольствоваться частным и временным. (Глава 26. – В.М.).
В конце нынешнего века нужно примириться с тем, что ни одна система представлений не способна объяснить мир в целом и во всех частностях. Научный поиск развенчал идею незыблемости и вечности истины, и в этом, пожалуй, его немалая заслуга. Рассуждать на темы, которые созрели для анализа; решать, когда исследовать заброшенную проблему; вновь обращаться к задачам, до сих пор считавшимся решенными или наоборот, неразрешимыми, - вот важнейшие качества ученого. В значительной мере творческие способности измеряются способностью проявить их. Научный метод неизбежно приводит к раздробленному представлению о мире. У каждой науки свой язык и свои способы исследования. Каждая изучает собственную область, которая не обязательно связана с соседними. Поэтому и научное знание состоит из отдельных островков. В истории науки важные прорывы довольно часто происходили именно там, где удавалось объединить некогда изолированные области. И все же, несмотря на обобщения в научном знании еще есть зияющие разрывы, которые, видимо, просуществуют довольно долго.
Видимый мир постоянно приходится объяснять невидимыми силами, сопрягая наблюдаемое и воображаемое. Но в любом случае нельзя объяснить явление, не восприняв его как проявление какой-то скрытой причины.
Представление о мире, которое строит человек, будь оно мифическим или научным, сильно влияет на воображение. Вопреки тому, что принято думать, научный подход заключается не только в наблюдении, в накоплении экспериментальных данных, но и в стремлении создать теорию. Чтобы сделать наблюдение содержательным, нужно уже с самого начала представлять себе цель наблюдения. Следует заведомо знать, что возможно, что допустимо - и не столько благодаря новым приборам, сколько новому взгляду на вещи, способности взглянуть на них под другим углом зрения. По словам Питера Медовара, научные исследования начинаются с изобретения возможного мира или фрагмента возможного мира.
Для научной мысли, наоборот, воображение - лишь элемент игры. На каждом этапе эта мысль должна подвергнуть себя критике и проверке опытом, чтобы уменьшить долю фантазии в изображении мира, которое она представила. Наука допускает существование множества миров, но ей интересен только тот единственный, который есть на самом деле и существование которого давно доказано. В научном подходе постоянно противопоставлено то, что есть, тому, что могло бы быть. Он рисует картину мира, все более близкую к той, которую мы называем реальностью.
В мифе люди обретают закон, не затрудняя себя поисками его смысла. Научный подход - это попытка освободить исследование и познание от любых эмоций. Человек науки словно изымает себя самого из мира, который пытается понять. Он стремится отступить на второй план, стать незаметным, занять позицию зрителя за кадром. Этой «военной хитростью» ученый надеется способствовать анализу реального мира, который его окружает. Объективный мир лишается таким образом духа радости, грусти, желаний и надежды. Короче говоря, этот мир полностью отчуждается от того, который нам знаком по ежедневному опыту. Вот подход, на котором основана вся система знаний западной науки начиная со времен Возрождения.
В естественных науках освобождение от антропоморфизма, от искушения приписывать различным сущностям человеческие качества, стоило напряженной борьбы. В частности, целесообразность, которая отличает человеческую деятельность, долгое время служила универсальной моделью того, что в природе может казаться целенаправленным. У живых существ все - и их строение, и свойства, и поведение - наводит на мысль о соответствии какой-то цели.
Нужно выполнить три условия: структуры должны быть вариантны, вариации должны быть наследуемы, воспроизводству некоторых вариантов должны благоприятствовать условия среды. Шаг за шагом биологи выработали здравое, пусть пока и неполное представление о том, что принято считать одним из основных факторов эволюции живой природы: естественный отбор. Дарвиновская концепция приводит к заключению: сегодняшний мир живых существ, который мы видим вокруг себя, - лишь один из множества возможных. Особенности его строения связаны с историей Земли. Он, несомненно, мог быть и другим. Его даже вообще могло не быть!
На гипотезы «воспитания» наследственных признаков также ссылались в попытках объяснить специфические свойства некоторых белков. Например, многие бактерии могут потреблять разнообразные сахара. Однако, часто они проявляют энзимную активность при расщеплении конкретного вида сахара только в случае, если их выращивали в среде, содержащей именно этот сахар. Долгое время полагали, что сахар передает информацию бактерии, что он, так сказать, учит белок, какую форму ему нужно принять, чтобы обрести эту особую энзимную активность. Но когда бактерии стали доступны генетическому анализу, то данное объяснение оказалось ложным. Сахар действует просто как сигнал для запуска синтеза белка, то есть процессов, регулируемых до конца генами. В генетическом репертуаре идет поиск, после чего активизируется ген, кодирующий этот белок. Строение и деятельность белка остаются совершенно независимы от сахара. Механизм полностью объясняется теорией естественного отбора.
Мозг по определению - поле деятельности для обучения. Сегодня уже ясно, что Вселенная во всем ее многообразии необъяснима при помощи единой формулы или единой теории. Однако человеческий мозг всячески стремится к единству идей, их связности, отчего над всякой мало-мальски значимой теорией нависает угроза неуместного ее приложения и соскальзывания к мифу. Теория должна обладать достаточной мощью, чтобы объяснять различные явления, и достаточной гибкостью, чтобы быть применимой в изменяющихся условиях. Однако излишняя гибкость грозит ослабить мощь, поскольку теория, объясняющая слишком много, в конечном счете ничего не объясняет. (Противоречие- В.М.).
Человек сделал себя объектом научного исследования, распяв собственный труп. Чтобы изучить свое тело, ему пришлось сперва его разрушить. В каком-то смысле развитие современной биологии разворачивается сходным образом. Уже около трех десятилетий принято считать, что свойства живых существ определяются свойствами и взаимодействием молекул, из которых они состоят. Однако понадобятся десятилетия, а может и века, чтобы мало-мальски уяснить, как эта молекула возникла в организме, чтобы выполнять свои функции.
Устройство материи подчиняется иерархии, где структуры последовательно входят одна в другую. Все живое и все неживое на Земле всегда организовано в определенные системы. (Принцип "Матрешки". - В.М.). Эта «матрёешка» не просто уменьшение размера последующего предмета, а сами предметы изменяются по многим параметрам.
Те, что рангом ниже, могут входить как составные элементы в другие, более высоко организованные системы, но могут и не входить. Например, молекулы состоят из атомов, но те молекулы, что мы обнаруживаем в природе или получаем в лабораторных условиях, - это ничтожная часть всего разнообразия возможных взаимодействий атомов.
С другой стороны молекулы могут обладать такими особыми свойствами, не присущими атомам, как, например, полимеризация или рацемизация (то есть существование левых и правых изомеров).
На один уровень выше стоят клетки, которые состоят из молекул. В живых тканях встречаются лишь немногие из всех молекул, известных в химии. В отличие от молекул клетки способны делиться. Еще выше в иерархии структур стоят живые организмы, построенные из клеток. У всех позвоночных довольно ограниченное число типов клеток: нервные, мышечные, железистые, - всего порядка двухсот типов. Разнообразие позвоночным придает огромное число самих клеток, а также разные пропорции в распределении этих клеток у разных видов. История играет важную роль в биологии. Доказательство в биологии имеет двоякий характер, и при изучении любой биологической системы на любом уровне ее сложности исследователь может ставить два вида вопросов: «Как устроена система?» и «Как она образовалась?». Экспериментальная биология последние сто лет сосредотачивается в основном на первом вопросе, то есть на изучении существующих взаимодействий. В центре ее внимания - изучение механизмов. Она дала ответ на некоторые вопросы в терминах физиологии, биохимии и молекулярной биологии. Второй вопрос, касающийся эволюции, пожалуй, важнее и глубже, ибо он охватывает также и первый. Однако часто вместо ответов на него мы имеем более или менее удовлетворительные предположения. Современная эволюцион­ная теория предложила и обосновала правила игры, по которым эволюция пишет свою историю. В основу этих правил положены два ограничения, два обязательных условия, довлеющих над всем живым: необходимость продолжить свой род и законы термодинамики. Однако для понимания некоторых аспектов структуры и функционирования живых существ могут иметь важное значение не только правила, но порой и детали исторического процесса. Ведь всякий живой организм представляет собой последнее звено в цепи, которая уже, около трех миллиардов лет не прерывалась. (Это каждый из нас. – В.М.).
Живые существа - действительно исторические структуры, они поистине созданы историей.
Часто то, как действует естественный отбор, сравнивают с работой инженера, - это не очень удачное сравнение. Во-первых, потому, что в противоположность эволюции инженер действует в соответствии с планом, по проекту, который он долго вынашивал. Во-вторых, потому, что инженер не обязательно использует старые составные части, разрабатывает новые структуры. Наконец, в - третьих, потому, что придуманное инженером, по крайней мере, хорошим, достигает той степени совершенства, которая соответствует уровню современной технологии.
Эволюция, наоборот, далека от совершенства, как неустанно повторял Дарвин, которому приходилось постоянно оспаривать идею совершенного творения. В своем труде «О происхождении видов» Дарвин неустанно повторял, что структуры и функционирование всего живого несовершенны. Он неоднократно приводит примеры странностей и удивительных решений, которые никогда бы не принял мудрый Бог. Один из самых убедительных аргументов против совершенства - это вымирание видов животных, ныне населяющих планету, в данный момент должно быть порядка нескольких миллионов. Видов же которые некогда жили на ней, а затем вымерли, было, по подсчетам Симпсона, по крайней мере, около пятисот миллионов. Эволюция не берет новшеств из ничего. Она использует то, что уже под рукой, то приспосабливая старую систему для новых функций, то нагромождая несколько систем, чтобы составить другую, более сложную. Процесс эволюции не похож ни на один из типов поведения человека. (Это не так: ТРИЗ использует этот подход. Природа широко использует ресурсы. - В.М.).
Но если уж искать сравнения, то надо сказать, что естественный отбор действует не как инженер, а как человек, занимающийся поделками; последний не знает еще, что у него выйдет. (Однако в ТРИЗ есть ИКР, который свидетельствует о желаемой цели изобретателя. - В.М.).
Инженер не приступает к работе, пока не достанет всех материалов и инструментов, которые нужны конкретно для данного замысла. Любитель поделок, напротив, воспользуется тем хламом, что валяется поблизости. Как подчеркивает Леви-Стросс, выбор орудий, которыми пользуется любитель, не может быть определен какой бы то ни было программой, в отличие от орудий инженера. Материалы, которыми он пользуется, не имеют конкретного назначения, каждый может служить самым разным целям.
Процесс творения в ходе эволюции во многом происходит подобным образом. Часто без далеко идущих планов умелец берет что-нибудь из своего большого ящика и находит неожиданное применение. Из старого колеса он мастерит вентилятор, из сломанного стола - навес от солнца. Такой образ действий ничуть не отличается от того, который присущ эволюции, когда она превращает лапу в крыло, а часть челюсти - в часть уха. Эволюция действует как самодельщик, который миллионы и миллионы лет медленно переделывал свой труд, не бросая его ни на миг, вновь и вновь переделывая там и тут, где-то укорачивая, где-то удлиняя, хватаясь за любую возможность подправить, изменить, сотворить. ...Природа постепенно делает один орган из другого. В каждом случае эволюция создает то, что может из подручных средств. Таким образом, в противоположность инженеру, умелец, который старается усовершенствовать свое детище, чаще всего дополняет старые структуры новыми, но не заменяет одни другими. То же самое наблюдается и в эволюции: возьмем, к примеру, формирование мозга млекопитающих. На самом деле оно не было таким же целостным процессом, как развитие крыла из лапы. К древнему мозгу млекопитающих добавилась кора головного мозга, которая, быть может, даже слишком быстро развилась, сыграла решающую роль в эволюции человека. Новый орган, кора головного мозга, управляет мышлением и познавательной деятельностью. Более древняя структура мозга заведует деятельностью внутренних органов и эмоциями. Эта старая структура, заправлявшая всем у низших млекопитающих, у высших оттеснена на второй план. У человека она представляет собой то, что Маклин назвал «органом утробного мышления».
Образование коры головного мозга как доминирующего органа при сохранении древних и нервной и гормональной систем, оставшихся частично автономными, а частично находящихся под опекой коры, - вся эта эволюция весьма похожа на самоделку. Это что-то вроде старого конного экипажа, с реактивным мотором: стоит ли удивляться, если он будет ломаться на каждом шагу?
Несмотря на долголетние исследования, никто не смог доказать существование того, что можно было бы назвать механизмом смерти. Трудно понять, как именно естественный отбор может поощрять укорочение жизни. Ось времени, обязательная везде, где есть жизнь, составляет теперь неотъемлемую часть нашего представления о мире. Это особая черта биологии, ее личная печать.
Таким образом, генетическая и иммунная системы работают как разновидности памяти - памяти видовой и памяти индивидуальной. Но живое существо - не только последнее в непрерывной цепи организмов: жизнь это процесс, который не ограничивается записью того, что случилось в прошлом, он обращен также и в будущее. По всей вероятности, нервная система многоклеточных организмов зародилась как механизм для согласованной ассоциативной деятельности разных клеток. Впоследствии она стала системой, запоминающей определенные события в ходе жизни особи, и в конечном счете приобрела способность конструировать будущее.
Живые существа могут бороться за место под солнцем, развиваться и плодиться только благодаря беспрерывному притоку энергии и информации. Значит, восприятие среды обитания - по крайней мере, тех ее сторон, которые касаются непосредственно выживания - для организма совершенно необходимо.
Поэтому можно прийти к выводу, что разум - это особая форма организации мозга, также, как жизнь - особая форма организации молекул. И все же нет уверенности в том, что нам дано будет узнать, как в неживой Вселенной зародилась жизнь, или понять эволюцию мозга и появление той совокупности качеств, которую мы затрудняемся определить, но называем мышлением.
Развитие искусств, мифотворчества, естественных наук и других видов человеческой деятельности следует рассматривать под тем же углом зрения. Искусство представляет собой попытку человека выразить разнообразными средствами свое индивидуальное представление о мире. Мифотворчество стремится составить из обрывков сведений о мире мало-мальски связные и общепонятные представления. Что касается естественных наук, то они демонстрируют устаревший, но подновленный в эпоху позднего Возрождения способ строить более точную картину реальности. Все эти виды деятельности апеллируют к воображению. Все они перетасовывают фрагменты реальности для создания новых структур, новых ситуаций, новых идей. И тут важно, что всего лишь одно изменение в представлениях о мире, может повлечь за собой изменение в мире физическом, что и доказывают результаты технического прогресса.
Чем глубже в человеческую деятельность вторгается научный подход, тем больше вероятность конфликта между теорией, с одной стороны, и традициями и верованиями - с другой. Кроме того, велика опасность, что научные данные могут быть использованы в идеологических и политических целях. Нечто подобное происходит в частности с достижением биологии. Жизнедеятельность простых организмов строго определена генетически. У сложных организмов наследственная программа более «открыта» по выражению Эрнста Майра.
Эта программа не предписывает аспектов поведения, а оставляет организму возможность выбора, свободного реагирования. Вместо строгих предписаний она дает ему запас способностей. Процесс «раскрытия» генетической программы нарастает по мере эволюции, вершиной которой стал человек. (Очевидно, способности у людей различны. - В.М.).
Сорок шесть хромосом обеспечивают человеку комплекс умственных и физических качеств, которые он может применять и развивать по-разному, в зависимости от среды, в которой вырос и живет.
Как и всякий иной организм, человеческое существо запрограммировано для обучения. Природа дает новорожденному широкий выбор возможностей, и во взаимодействии со средой какие-то из них реализуются в течение жизни.
Изучая человеческие популяции, редко усматривают главное: разнообразие - это одна из основных движущих сил эволюции. Равенство - не биологическое понятие. Две клетки, две молекулы и даже два животных могут быть «равны», о чем нам напоминает Джордж Оруэл. Речь в этом споре идет на самом деле о социальном и политическом: одни хотят равенства на основе идентичности, другие предпочитают неравенство, обосновывая его изначальным природным многообразием. Как будто понятие равенства не было выдумано именно потому, что человеческие существа отличны друг от друга. Многообразие - одно из главных правил игры в биологии. (При решении научных задач также следует учитывать многообразие программ. - В.М.).
Поколение за поколением гены объединяются и расходятся, образуя и сохраняя признаки вида, но производя всегда разные. Это многообразие, эту бесконечную комбинаторику, делающие каждого из нас неповторимым, невозможно переоценить. В них кроются богатства вида, в них заложен его потенциал.
Непредсказуемость присуща даже научному опыту. Поначалу лишь очерчивая границы неизвестного, мы впоследствии можем открыть что-то действительно новое. Нет никаких способов предугадать, к чему могут привести исследования в той или иной области, а потому нельзя отдавать предпочтение одним областям науки и пренебрегать другими. Как подчеркивал Льюис Томас, наука или есть в ее целостности, или ее нет вовсе: нельзя выбирать в ней только то, что нравится. Надо быть готовым к непредвиденному «неудобному» результату".
Я повторяю путь земной
Былых людских существований,
Ничто не ново под луной
Кроме моих переживаний
Игорь Губерман [146].