Глава 5. Жизнь природы
«Тогда скажи мне, что есть Мир Материи — и мертв ли?»
Смеясь, ответил он: «Трактат, начертанный на листьях,
Я написать готов, коль ты меня вскормишь любовью,
Да поднесешь мне кубок-два искрящихся фантазий.
Я, захмелев чуток, спою тебе о жизни мира,
Где радость дышит и живет в любой пылинке праха».
Смеясь, ответил он: «Трактат, начертанный на листьях,
Я написать готов, коль ты меня вскормишь любовью,
Да поднесешь мне кубок-два искрящихся фантазий.
Я, захмелев чуток, спою тебе о жизни мира,
Где радость дышит и живет в любой пылинке праха».
У. Блейк (1794)
«Будь это чисто научный вопрос, то свидетельства не оставили бы сомнений, что дело о фундаментально биологической вселенной практически доказано. Причина, по которой научное сообщество страстно противится этому выводу, заключается в том, что биологические системы являются телеологическими, а это означает, что они целенаправленны. И если мы допустим, что вселенная населена огромным количеством имеющих цель компонентов, то недалеко и до мысли, что, возможно, и сама Вселенная может иметь цель...»
Ф. Хойл (1989)
Читая стихи или «научный» текст, полезно знать, что происходило в жизни писателя. Например, если вы знаете, что немецкая монополия на электрические машины развалила бизнес семьи Альберта Эйнштейна, то в этом контексте будет просматриваться и его отношение к физическому научному истеблишменту, в котором доминировала Германия. Природа общения и природа смысла самого по себе для ясности и полного понимания требуют, чтобы мировоззрение коммуникатора принималось во внимание («ad hominem»). Эйнштейн явно понимал это обстоятельство, когда говорил, что жизнь человека не может быть отделена от гипотезы человека.
Как-то в разговоре со мной декан Йельской школы медицины сказал, что не следует думать, будто заключение о безопасности премарина, которое дала его школа, было сделано в ответ на значительное денежное пожертвование, полученное от фирмы Айерст (создателей этого ультраприбыльного продукта). Впрочем, сообщить мне, о какой именно сумме идет речь, он отказался. Наша наука коррумпирована деньгами всех крупных отраслей производства. Поэтому важно внимательно относиться к альтернативным точкам зрения.
Связь между премарином и теорией неживой Вселенной не очевидна, если не вдуматься. Наша ориентированная на продукт медицинская культура взращивает идею уничтожения патогенных микроорганизмов, поскольку магические пули можно выгодно продавать и применять. В медицинской бизнес-среде не популярно представление об организме пациента, как о самовосстанавливающейся, самоорганизующейся системе, поскольку нет вложений в обеспечение здоровой среды: в чистый воздух, чистую воду, чистую еду, безопасную работу, хорошее жилье.
Теория «генетического дефекта», как причины болезней, сулит генный имплантат для устранения каждой проблемы. Интересно, что люди, которые твердят, мол, «сегодня известны тысячи генетических заболеваний», не говорят о том, что соответствующая «научная литература» бесконечно более «анекдотична», чем презренная «анекдотическая» поддержка различных неофициальных лекарств, столь оскорбительных для медицинского ведомства. Врач увидел в одной семье трех человек с мышечными судорогами, и в научную литературу входит латиноамериканский мышечный синдром с доминирующим менделевским наследованием. В тысячах таких публикаций совершенно не исследована возможность дефицита питательных веществ и воздействия токсинов, настолько сильно стремление распознать новый генетический дефект.
В нашей научной культуре существует таинство — редукционизм. Он сводит любое объяснение к описанию составных частей и способов их взаимодействия. Широкий спектр конкретных явлений объясняется с помощью довольно небольшого числа «элементов» и «законов». Мое любимое редукционистское высказывание — это позиция известного мистера Крика: «А кроме атомов там еще есть что-нибудь?»
Причина, по которой я называю редукционизм таинством, заключается в том, что его сторонников совершенно не занимают сложные философские аспекты, настолько ясным и очевидным им все представляется. В этом смысле они— фундаменталисты 20-го века. Хотя важность анализа, формальных рассуждений, математики и квантификации ими признается, изучение философских основ применяемых ими методов не входит в круг их интересов, разве что иногда они говорят, мол, «научный метод доказан с научной точки зрения».
С позиций здравомыслия следует различать наши желания, предположения, методики и представления, с одной стороны, и мир, который мы пытаемся понять, с другой. Если применяемый метод определяет наши выводы, то мы ближе к богословию, чем к науке, и многие «ученые» предпочитают именно такое положение вещей.
Если некоторый обобщающий вывод опирается на ряд конкретных примеров, то он является скорее суждением и не результатом применения формальной логики. Разные люди могут делать разные заключения. Разумная гипотеза жива, пока справедливы лежащие в ее основе разумные умозаключения. Элемент суждения при выборе гипотезы наводит некоторых людей на мысль, что этот выбор является произвольным или даже случайным. Если мы ясно понимаем, что выбор гипотезы определен нашим лучшим суждением, то нет никаких проблем, поскольку дело науки — тестировать гипотезы, устраняя заблуждения. Делая определенные выводы из гипотезы, мы выявляем ее смыслы и ищем способы проверить их.
Логика формальных рассуждений позволяет нам выводить частное из общего. Однако, мы не можем выводить общее из частного, а именно так редукционизм использует свой метод, навязывая собственное заключение о природе мира.
С точки зрения редукционизма физика может объяснить все. Ведь все состоит из «фундаментальных частиц и подчиняется фундаментальным законам взаимодействия». Находясь в таких рамках, приходится доказывать, что из общих законов физики можно проследить появление многих форм жизни, и что разнообразие форм организмов — это результат взаимодействия во времени случайных (генных) событий с окружающей средой. Такой способ объяснений формирует содержимое науки. Формальная логика, отталкиваясь от частного, требует, чтобы целое было объяснимо в терминах его составных частей. Если ухищрение, которое объясняет целое, можно найти в природе частного, то никаких проблем нет. Проблемы же возникают, когда редукционист заявляет, что у нас уже имеется такое знание о частях целого, с помощью которого можно адекватно объяснить собственно целое. В этом смысле считается, что физика — более общая наука, дающая биологии адекватные объяснения.
 |
| Майкл Поланьи (1891–1976) |
История, случившаяся в 1915 году на Берлинской конференции по физике, наглядно иллюстрирует, как желание объяснять вещи в терминах частного может создать проблемы даже для физики (и ее традиционного предмета изучения). Венгерский ученый Майкл Поланьи обнаружил, что существует простая формула, точно описывающая поглощение молекул газа древесным углем при различных давлениях в терминах распространяющегося «адсорбционного потенциала», который позволяет различным слоям молекул газа конденсироваться поверх ранее адсорбированных слоев по мере роста давления.
Присутствовавшие на конференции знаменитые немецкие физики сослались на известные им современные представления об электрической природе материи и подчеркнули что, очевидно, первый слой молекул нейтрализует адсорбирующую силу угля, а работающий в условиях отсталой страны Поланьи считает, что адсорбционный «потенциал» может каким-то образом преодолеть слой молекул и выйти в пространство для втягивания других молекул.
Примерно в 1930 году Ленгмюр предложил довольно сложную теорию многослойной адсорбции. К тому моменту о более изящной изотерме адсорбции Поланьи вспоминали только как об «ошибке» оконфузившегося молодого человека из отсталой страны. (Следует также помнить, что «современное» представление об электрической природе материи лежит и в основе теории фотоэффекта, которая сыграла важную роль в развитии квантовой теории. Если атомы не являются маленькими дискретными пакетами, как считалось на рубеже веков, то потребность в представлении об отдельных маленьких пакетах энергии не так очевидна. У Поланьи были и другие работы, которые выявили неприемлемые для физики того времени аспекты материи.)
Если лучшие физики и химики мира использовали редукционистский подход, чтобы блокировать развитие важного направления в физике, то становится понятным, как такой подход может воспрепятствовать развитию мысли в более сложных областях науки, таких как биология и космология. Отнесись немцы более серьезно к работе Поланьи об адсорбции, им пришлось бы пересматривать свои закостенелые ошибочные представления об «электрической природе материи». Если более высокий уровень организации материи (как в эксперименте Поланьи) описать с глубоким пониманием сути вопроса, то можно получить новые знания о природе «частей», составляющих нижний уровень. Такой подход можно назвать «сокращением».
Сегодня ничего не известно о том, что же заставляет атомы упорядочиваться в виде различных организмов. Говорят, что изменения происходят совершенно случайно, а окружающая среда способствует сохранению и размножению определенных форм.
Если признать, что наши знания не являются окончательными, а уточняются в процессе изучения мира, то мы с меньшей вероятностью отклоним новые сведения, которые противоречат нашим текущим представлениям. Состояние готовности к новому позволит нам полученные на одном уровне общности знания применять и на других уровнях. Ни одна из наук не будет наделена властью автоматически исключать какие-либо возможности в другой области знаний.
Скажем, к результатам исследования адсорбции Поланьи, существующим структурам организмов или биологическим системам можно относиться как к возможности задаться вопросом: «Какие же процессы способны создавать структуры такого рода, и существуют ли некие правила стабильности, которые, по-видимому, задают диапазон условий для существования таких структур?»
Правила построения структур, вероятно, будут очень сложными, а правила стабильности — более-менее простыми. Изотерма адсорбции Поланьи — пример очень простого правила стабильности, которое описывает поверхностное размещение молекул газа и дополняет наше понимание «конденсированного состояния вещества». Факторы, определяющие фертильность млекопитающих, можно рассматривать как элемент потенциального правила стабильности, описывающего условия, при которых могут появиться новые млекопитающие. Оказывается, факторы, влияющие на фертильность, значительным образом воздействуют и на дальнейшее развитие организма, его здоровье, интеллект и долголетие — то есть на процессы создания самой его структуры.
 |
| Сидни Фокс (1912–1998) |
Возможно, будут найдены более общие, чем основные законы физики и химии, правила стабильности, определяющие природу вещества в различных состояниях. В настоящее время у инженеров-химиков имеется некоторое фрагментарное знание такого рода. Редукционизм, безусловно, помешал открыть многие вещи даже в химии и простой биохимии. Например, говорят, что в процессе приготовления соевые бобы или кусок мяса можно разложить до аминокислот, а наоборот — приготовить белок из аминокислот — невозможно. Сидни Фокс сделал именно это, просто исключив воду из рецепта. В ответ на это редукционисты высказали предположение, что полученные Фоксом полимеры будут случайными, и у них не будет каталитических (ферментоподобных) свойств. На самом же деле структура этих полимеров не произвольная, и они действительно обладают каталитической активностью.
Другой пример. Некоторые биохимики считали глупостью предположение о том, что процесс разведения водой клеток в тестовой пробирке может искажать важные принципы поведения ферментов. Но умный человек из зала, поразмыслив какое-то время, продемонстрировал, что некоторые из самых известных растворимых в пробирке ферментов реагируют с молекулами в растворе в клетке не случайным образом, а передают молекулу от фермента к ферменту организованным путем.
На протяжении почти всей истории химии белков большинство химиков придерживались невежественной точки зрения в отношении этих примеров из-за редукционистского убеждения, что «части» объясняют целое. Вера в случайность и инертность аминокислотных полимеров Фокса вытекает из представления о том, что формы создаются в течение продолжительного времени случайным образом, а свойства жизни являются просто произвольным результатом естественного отбора.
Наличие химических веществ в межзвездном пространстве, «биологических» молекул в нефти или субатомных частиц в космических лучах и радиоактивных минералах можно понимать с точки зрения различных правил стабильности. Растительную и человеческую материю лучше всего рассматривать именно с позиции правил стабильности. Это поставит все вещества на один и тот же «онтологический уровень», хотя существование сложных веществ будет накладывать специализированные требования.
В таком свете «условия существования» образуют прямую связь между вопросами практическими, например, здоровья и потенциальных возможностей человека, и кажущимися весьма далекими, такими как космология.
Для обнаружения «правил стабильности» для сложных структур, мы должны творчески расширить те правила или законы, которые теперь признаем. Такое образное расширение в поиске адекватных гипотез можно считать расширением физики или «сведением» физики к биологии.
Упорно утверждая, что формальные дедуктивные рассуждения должны выявить связь между нынешними физическими представлениями и описанием биологии, редукционисты вынуждены отстаивать представление о нашем существовании, как результате случайных мутаций и естественного отбора. Я же предпочитаю использовать воображение для расширения физических представлений, а не логических умозаключений для «приложения» этих идей. Моя позиция возникла из чувства, что мы еще не все знаем, и в поиске новых знаний нам следует избегать путей, которые требуют веры в отсутствие чего-то еще до того, как мы на это что-то посмотрим.
ПРИМЕЧАНИЯ
Обращая внимание на «правила стабильности», я думаю, нужно рассмотреть следующие процессы и принципы.
Системы, в каждой точке которых энергия (направляющая или движущая энергия) поступает и выделяется; системы, в которых ни одна часть не находится в равновесии. Таков мир, но его обычно исключают из «научных» описаний из-за сложности.
Асимметрия как общий аспект взаимодействия.
Гистерезис или системная память. Это один из аспектов реальности времени.
Дальний порядок. Этой простой идеей часто пренебрегают. Она подразумевается при гистерезисе.
Колебательные реакции, как парадигма для различных физических процессов, в которых разница в энергии создает структуру в пространстве и времени.
Вклад резонансных процессов в стабильность структур, а их участие в дальнем порядке, гистерезисе, колебательных реакциях, асимметрии и т. д.
Вся стабильность метастабильна.
Один из моих преподавателей, профессор Фрэнсис Рейтель, указывал на фундаментальную важность принципа Ле Шателье для биохимии. Другой профессор, Сидни Бернхард, принципиально изменил и расширил наше понимание биохимии, показав, что гликолитические ферменты работают в жестко организованной системе. Здоровье человека и здоровье планеты ухудшаются, несмотря на грандиозные заявления редукционистов. Удовлетворительное решение сложных проблем будет возможно только в том случае, если мы напрямую обратимся к сложности. Вернадский конкретизировал принцип равновесия Ле-Шателье в отношении биогеохимии, и подобные методы, вероятно, можно применять и ко многим другим сложным системам. Конкретизируя и используя эти идеи, следует принимать во внимание количество элементов системы и их организационное разнообразие.