Принцип системности в биологии. Механицизм и витализм. Системно-структурный подход в познании живого
Принцип системности, сформировавшийся в сфере биологического познания, предстает ныне в своей универсальности как путь реализации целостного подхода к объекту в условиях учета сложнейшей и многообразной дифференцированности знания об этом объекте. Системный подход в современной науке отражает реальный процесс исторического движения познания от исследования единичных, частных явлений, от фиксации отдельных сторон и свойств объекта к постижению единства многообразия любого целого.
В современных определения живого, системность и целостность указываются как основные признаки живых объектов. Живые организмы обычно характеризуются сложным высокоупорядоченным строением и системной организацией. Уровень их организации и иерархичности значительно выше, чем в неживых объектах. Живые системы характеризуются также и гораздо более высоким уровнем асимметрии и процессами самоупорядочивания в пространстве и времени. Сейчас уже является общепринятым положение, что живые организмы являются открытыми неравновесными системами, и, естественно, поэтому хочется применить к ним те же физические законы, которые используются для объяснения и даже управления физико-химическими процессами в объектах неживой природы. Кое-что в этом направлении удалось сделать, хотя, конечно, построить окончательную физическую модель живого не удалось, но, такое желание у нас еще есть. Отметим, тем не менее, что такой подход очень хорошо вписывается в холистическое восприятие и объяснение мира и позволяет в какой-то мере с общих позиций описывать и живую, и неживую природу и говорить об их единстве.
Исторически существовало две противоположные точки зрения на этот вопрос - материалистическая и идеалистическая. Первая получила название механицизма, вторая - витализма.
Механицизм (от греческого mechane - орудие, сооружение) объяснял жизнь исходя из обычных механических или физических форм движения и превращения материи. Механицизм - односторонний метод познания, так как основан на признании механической формы движения материи единственно объективной. Было несколько механистических трактовок сущности жизни.
Собственно механицизм - жизнь объяснялась на основе принципов классической ньютоновской механики. Ее каждый прошлый и будущий шаг может быть просчитан. Рождение, жизнь и смерть также циклично закономерны, как восход и заход солнца. Эта трактовка имеет сейчас лишь исторический интерес.
Машинная теория была популярна в 17-18 веках (Декарт и др.). Жизнь представлялась как сумма физических и химических процессов, которые подобно машинным процессам протекают на статичных, неизменных структурах. В этой трактовке отсутствовала идея развития, эволюции. Живой мир рассматривался как сложный физико-химический механизм, работающий в заданном режиме.
Механицизм как физикализм возник в конце 19 - начале 20 веков и получил законченные формы к середине 20 века. Согласно представлениям физикалистов жизнь развивается, но по сути она представляет простые физико-химические процессы. Причем сложнейшие биологические процессы сначала сводятся к более простым химическим, а химические в свою очередь сводятся к еще более простым - физическим. Такие отношения между уровнями разной сложности обозначаются как принцип сводимости (сложные уровни и процессы сводятся к простым). Метод познания, основанный на принципе сводимости, или редукции, называется редукционизмом (от латинского reductio - отодвигание назад, возвращение к прежнему состоянию), так что физикализм в своем методологическом применении выступает как крайняя форма редукционизма. Для физикализма, как и для механицизма в целом, характерно отрицание качественной специфики более сложных материальных образований, поскольку сложное сводится к более простым элементам, целое - к сумме его частей.
Развитию физикализма как естественнонаучного мировоззрения способствовали успехи физики и химии второй половины 19 века и первой половины 20 века, открытие в живых телах свойств и законов движения (в физико-химическом смысле) неорганических тел. Жизнь сводится к процессам обмена веществ и энергии по химическим и физическим законам. Ученые: Бертран Рассел, Эрвин Шредингер.
Витализм (от латинского vitalis - жизненный, живой) утверждает, что живое не сводится только к физико-химическим явлениям, в нем действуют еще и особые «жизненные силы».
Витализм - давняя концепция, его корни, как и корни механицизма, уходят в классическую древность. Великий античный философ Аристотель (IV век до н. э.) ввел понятие «энтелехия», которое противопоставляется «материи» и означает конечную причину, цель, идею о совершенстве формы организма, которая и управляет развитием. По определению Аристотеля живой природе присуща «цель в самой себе».
В начале 18 века немецкий врач и химик Шталь - автор известной в химии теории флогистона, опровергнутой позже Лавуазье - развивал в медицине виталистическую теорию, известную под названием анимизма (от латинского anima -душа, дух). По Шталю главное для живого организма - его душа, она управляет телом и не допускает его распада.
В 19 веке состоялись выдающиеся открытия химии и физики, виталисты быстро теряли своих сторонников. Виталисты утверждали, что органические вещества могут возникать только с помощью «жизненной силы», но уже в 1828 г. Вёлер из неорганических веществ синтезировал мочевину - азотсодержащее органическое вещество животного происхождения. Знаменитый французский микробиолог Луи Пастер считал, что разложение сахара (брожение, дыхание) - особое свойство живых клеток, но в 1897 г. Бухнер получил из дрожжей ферментный экстракт и провел брожение сахаров в бесклеточной системе, то есть без всякой «жизненной силы». Сильный удар по витализму нанесло открытие Рубнера: в начале 20 века он установил, что закон сохранения энергии действует и в органическом, живом мире.
В начале 20 века система витализма наиболее полно была изложена Хансом Дришем - видным немецким биологом и философом. Опираясь на открытые им эмбриональные регуляции, Дриш утверждал, что развитие организма не сводится к реализации предустановленного, заранее спланированного экстенсивного (пространственного) разнообразия, как утверждали механицисты, но происходит переход интенсивного (непространственного) разнообразия в экстенсивное. Этот переход свойствен только живым системам и осуществляется под действием специфически витального фактора - энтелехии.
С развитием системного подхода и современного учения о самоорганизации (синергетики) причины специфической живой организации стали искать не во внешних силах, а в самопроизвольно и эмерджентно (см. сегмент 5) возникающих новых свойствах достаточно сложных систем. Специфика живого не отрицается, но она выводится как естественное свойство наиболее сложно организованной материи. Некий пороговый уровень сложности органических макромолекул - прежде всего белков и нуклеиновых кислот - и является той гранью, за которой (той «причиной», по которой) возникает качество жизни. В общефилософском смысле можно говорить о переходе количественных изменений в качественные. Понять эту качественную специфику - наша дальнейшая задача. Однако одного философского рационализма (от латинского ratio - разум), мудрствования здесь мало - нужны достоверные эмпирические (опытные) знания. Их добывают естественные науки, в том числе биология.
Изменение типа научных и практических задач сопровождается появлением общенаучных и специально-научных концепций, для которых характерно использование в той или иной форме основных идей С. п. Так, в учении В. И. Вернадского о биосфере и ноосфере научному познанию предложен новый тип объектов — глобальные системы. А. А. Богданов и ряд других исследователей начинают разработку теории организации, имеющей широкое значение. Выделение особого класса систем — информационных и управляющих — послужило фундаментом возникновения кибернетики. В биологии системные идеи используются в экологических исследованиях, при изучении высшей нервной деятельности, в анализе биологической организации, в систематике. Эти же идеи применяются в некоторых психологических концепциях; в частности, гештальтпсихология вводит оказавшееся плодотворным представление о психологических структурах, характеризующих деятельность по решению задач; культурно-историческая концепция Л. С. Выготского, развитая его учениками, основывает психологическое объяснение на понятии деятельности, истолковываемом в системном плане; в концепции Ж. Пиаже основополагающую роль играет представление о системе операций интеллекта. В экономической науке принципы С. п. получают распространение особенно в связи с задачами оптимального экономического планирования, которые требуют построения многокомпонентных моделей социальных систем разного уровня. В практике управления идеи С. п. кристаллизуются в методологических средствах системного анализа.