Что такое дифференциация и интеграция в биологии

ДИАЛЕКТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ И ИНТЕГРАЦИИ ЗНАНИЯ В БИОЛОГИИ

Молекулярная биология как результат диалектики интеграции и дифференциации знания

Процессы дифференциации и интеграции в биологии отражают одну из важнейших особенностей ее развития. Современное научное познание в биологии способствует изучению материального единства мира и его многообразия. Единство общего и особенного в развертывании дифференциации и интеграции знания в биологии становится предметом философского исследования, стимулирует развитие марксистско-ленинской диалектики.

Взаимосвязь интеграции и дифференциации в науке по своему характеру диалектическая: эти противоположности порождают друг друга и вместе с тем выступают формой проявления друг друга. Особенности взаимосвязи обусловлены внутренней противоречивостью каждой из тенденций. Так, дифференциация знания, ведущая к созданию новых научных направлений, а также «промежуточных» наук, одновременно выполняет и интегра-тивные функции, формирует общий для них предмет исследования и новые комплексные подходы к решению стоящих перед ними задач. В свою очередь интеграция не только опирается на конкретные результаты процесса дифференциации, но и включает его в себя в качестве необходимого условия для определения того, какое знание может быть интегрировано с другим и на каком основании происходит этот процесс.

Дифференциация является не только условием интеграции, но и обладает определенной методологической ценностью в том плане, что способствует выяснению предмета наук. Успешное развитие познания в биологии связано прежде всего с интеграцией методов и концепций, использованием результатов смежных наук и вместе с тем сопровождается активным обсуждением объекта и предмета биологии как самостоятельной науки. Дальнейшее обоснование качественной определенности пред-

мета биологии не только способствует развитию ее теоретического знания, но и стимулирует постановку новых проблем в методологии других естественных наук. Такая обратная связь закономерна, поскольку биология изучает сложно организованные системы, исследуемые с позиций принципа историзма. Тенденции к синтезу знания ведут не к ликвидации исторически сложившихся их разделов, а ко все большему взаимопроникновению их методологических и мировоззренческих оснований.

Такому пониманию философских основ интеграции знания способствуют широко развернувшиеся исследования единства внутринаучных и вненаучных факторов развития познания!. На этом пути происходит объединение различных философских задач, связанных с анализом закономерностей научного познания, и раскрывается единство его методологических и мировоззренческих принципов. Как подчеркивает П. Н. Федосеев, интеграционные процессы необходимо понимать не только как теоретико-познавательную и методологическую проблему системности научного знания, но и как проблему социального предназначения науки, ее взаимодействия с другими социальными институтами и сферами общественной жизни, как проблему активной социальной, нравственной позиции ученого 2.

Анализируя диалектику процессов дифференциации и интеграции в биологии, мы уделяем основное внимание молекулярной биологии и эволюционному учению, поскольку эти области знания не только сыграли определяющую роль в революционных преобразованиях современного биологического познания, но и в наибольшей степени восприняли и особым образом отразили те общие закономерности познания единства и многообразия мира, которые характерны для современной науки.

Достижения биологии в познании структур и функций биологических объектов связаны с проникновением в нее методов физики, химии, кибернетики и математики. Благодаря интеграции знания, охватившей не только экспериментальные методы, но и теоретические концепции,

1 См. Мотрошилова Н. В. Наука и ученые в условиях современного капитализма. М., 1976; Лекторский В. А. Субъект, объект, познание. М., 1980; Федотова В. Г. Критика социокультурных ориентации в современной буржуазной философии. М., 1981, и др.

2 См. Федосеев П. Н. Философия и интеграция знания — Философия. Естествознание. Современность. М., 1981, с. 10.

был расширен круг объектов исследования, а молекулярная биология открыла новый этап в познании сущности. жизни3. В качестве самостоятельной отрасли знания молекулярная биология доказала свое фундаментальное значение в исследовании всех аспектов жизнедеятельности. Ни одна область биологии не обходится без обращения к тому уровню существования живого, на котором совершаются процессы, создающие предпосылки проявления жизнедеятельности на всех уровнях биологической организации.

Дифференциация знания в данном случае привела к созданию новой науки, имеющей свой объект и предмет исследования, не совпадающий с традиционной био-1 химией. Формирование молекулярной биологии происходило на основе принципиально новых представлений об информационной роли нуклеиновых кислот, на базе использования широкого комплекса методов и подходов к изучению структуры и функций биополимеров. В ходе философской дискуссии о предмете формирующейся науки возникали противоположные суждения о ее возможностях и воздействии на развитие биологии в целом. Чрезмерные надежды на ее всесилие сталкивались со скептическим отношением даже к самому названию нового направления именно как молекулярной биологии.

Сторонники последней точки зрения не вполне корректно использовали тот бесспорный тезис, что с общебиологической точки зрения нелепо, а с методологической ошибочно говорить о «живой молекуле», о «биологической молекуле». Этот тезис, как известно, обсуждался еще В. И. Лениным в полемике с М. Ферворном, предложившим в свое время редукционистскую концепцию жизни. Задолго до современной революции в биологии В. И. Лениным была обоснована диалектико-мате-риалистическая позиция по вопросу о качественном своеобразии феномена жизни, несводимого к свойствам составляющих ее компонентов4.

Эта позиция и ныне актуальна, поскольку нельзя считать завершенным обсуждение как объекта, так и предмета молекулярной биологии. Здесь приходится различать принципиально общие оценки статуса молекулярной

3 См. Энгельгардт В. А. Проблема жизни в современном естествознании. — Ленин и современное естествознание; Белозерскш А Н Молекулярная биология — новая ступень познания жизни. М., 1970.

биологии, блестяще доказавшей свое право на существование, и те подчас противоречивые суждения о ее конкретных возможностях, которые определяются данным уровнем ее развития, подключением к исследованию все новых биологических объектов. Молекулярная биология выступает как система развивающегося знания, в ходе которого изменяются представления о ее объекте, предмете и потенциях. Поэтому процесс дифференциации биологической науки должен быть понят как процесс, который на определенном этапе привел к выделению новой области знания, но пока еще не завершился в силу «живой жизни» тех многообразных связей, которые молекулярная биология имеет в общей системе биологических наук. По мере развития этих связей возрастает не только относительная самостоятельность молекулярной биологии, но и ее интегративная роль в отношении других областей биологического знания. Это обстоятельство нуждается в более глубоком объяснении и не может быть ограничено простым указанием на тот факт, что все живое в конечном счете состоит из молекул.

Будучи результатом процессов интеграции, молекулярная биология как бы переплавила в себе всю совокупность физических, физико-химических, биохимических, генетических, кибернетических методов, и тем не менее она осталась внутренне гетерогенной, поскольку в ее содержании оформились относительно самостоятельные области — молекулярная генетика, генная инженерия, молекулярные основы эволюции. Границы между этими областями подвижны, так же как относительна их самостоятельность в молекулярной биологии в целом. Ее внутренняя неоднородность лежит в основе ее интегрирующей функции в биологии: поскольку познание фундаментальных основ жизни также многоаспектно, то оно как бы заранее ориентировано на обслуживание различных исследовательских задач. Генная инженерия, например, разработав новые методики и поставив перед молекулярной биологией проблемы социально-этического характера, развивает дальше уже на практической основе проблему управления наследственностью, но ее достижения не умаляют успехов молекулярной биологии в проблеме возникновения жизни, эволюции ее молекулярных основ.

Было бы неправильно утверждать, что молекулярная биология является единственной либо ведущей интегри-

рующей дисциплиной в биологии. И вообще при анализе интеграционных процессов вряд ли следует искать единственного «лидера». Поэтому когда говорят, например, об интегрирующей роли генетики для современной биологии 5, то это тоже верно, и противопоставлять в этом плане генетику и молекулярную биологию никак нельзя. Дело в том, что у генетики, молекулярной биологии и эволюционной теории существуют специфичные интегративные функции, они постоянно пересекаются, выступают в единстве, идет ли речь о молекулярно-генетическом или биосферном уровне живого.

Эти быстро развивающиеся области биологического знания не могут конкурировать друг с другом, оспаривать первенство, хотя бы потому, что главный толчок их современному развитию дало открытие генетического кода, его универсальности для всех живущих и когда-либо живших на Земле организмов. Сравнение этого открытия с расщеплением атома, с началом развития атомной физики имеет полное основание. «Открытие века», как называют доказательство универсальности генетического кода, положило начало новому этапу развития биологии. Превращение биологии в одну из важнейших и передовых областей естествознания стало общепризнанным фактом.

Обоснование универсальности генетического кода имело решающее значение для разработки существенно новых моментов в методологии биологического познания. Молекулярная биология и молекулярная генетика не только усваивают знания других наук, демонстрируя плодотворность соединения физико-химических, кибернетических и собственно биологических методов исследования, но также дают основание для новых принципиальных обобщений о путях интеграции знания вообще.

Таким обобщением в первую очередь является доказательство методологической близости физики и биологии в отношении идеи сохранения. Этот момент был предугадан Э. Шредингером в книге «Что такое жизнь? С точки зрения физики», написанной почти за десять лет до открытия Дж. Уотсоном, Ф. Криком структуры генетического кода. Как отмечает В. А. Энгельгардт, эта

5 См Дубинин Н. П. Интегрирующая роль генетики для современной биологии — Современное естествознание и материалистическая диалектика. М., 1977.

книга в значительной мере сыграла роль «сорвавшегося с вершины горы камня, движение которого породило лавину нынешней «биологической революции», и в этом отношении ее появление было событием большой важности» 6. Действительно, высказанная Шредингером идея генетического кода («шифровального кода») оказалась очень плодотворной для многих физиков, в том числе для Крика, который, по свидетельству Уотсона, после того, как в 1946 г. прочитал названную книгу Э. Шредингера, «бросил физику и занялся биологией»7.

Характерно, что Шредингер, подчеркивая значение для живого «наивысшей степени упорядоченности» молекул, а также способность организма «пить упорядоченность» из подходящей среды, тем не менее отмечал, что «новый принцип» — принцип «порядок из порядка, который мы провозгласили с большой торжественностью в качестве действительного ключа к пониманию жизни, совсем не нов для физики»8. Понимание Шредингером самого «шифровального кода» свидетельствует о «физической природе» его гипотезы, подтвержденной последующим развитием науки.

Представления об уникальных характеристиках устойчивости живого создавались прогрессом самого биологического знания. Общие идеи менделизма, получившие широкое экспериментальное подтверждение, вели к превращению генетики в точную науку и соответственно предлагали необычную для прежней биологии трактовку идеи устойчивости. В этой идее не просто констатировался факт устойчивости как неотъемлемого свойства живого, но содержался такой жесткий «закон запрета», который после открытия Уотсоном и Криком структуры генетического кода стал исходным пунктом стремительного развития биологии и одним из важных факторов изменения биологического познания.

«Закон запрета», выраженный на физико-химическом языке, впервые в биологии сформулирован в принципе матричного синтеза: аденин может соединяться в структуре ДНК только с тимином, а гуанин — с цитазином, и никак иначе. Все этапы матричного синтеза белка, на-

6 Энгельгардт В А Проблема жизни в современном естествознании — Ленин и современное естествознание, с 261

чиная с процессов «считывания» информации (транскрипции) и включая механизм ее переноса (трансляции) и окончательной реализации наследственной информации во вновь образованном белке, построены на принципе комплементарности (дополнительности). Свойство комплементарности отражает специфичность приспособленности молекулярных структур живого к выполнению ими упорядоченных и согласованных между собой функций, к обеспечению самого характерного свойства живого — самовоспроизведения. Поэтому не будет преувеличением назвать принцип комплементариости наиболее полным и вместе с тем специфическим для живого выражением идеи сохранения.

Представление об инвариантности генетического кода, внесенное молекулярной биологией в познание биологических объектов, способствует постановке и решению широкого круга новых проблем и разработке методологических средств, особенно в системно-структурных исследованиях. Эволюция живого изучается с непременным привлечением (в той или иной степени) основного «инварианта» молекулярной биологии — идеи универсальности генетического кода. Это положение играет особо важную роль в концепции микроэволюшп? как важнейшей составной части современной синтетической теории эволюции, в исследовании молекулярных основ эволюции, в рождении нового биологического направления — молекулярной экологии.

Биологическая теория органично связана с принципом эволюционизма, с идеей развития. Организация живого и его эволюция — два основных теоретических вопроса современной биологии — одновременно представляют собой и единство и различие. Это обстоятельство имеет решающее значение при оценке гносеологической функций принципа сохранения в биологии, а также создает в нейособую познавательную ситуацию по сравнению с физикой. Фундаментальное значение идеи сохранения при теоретическом обобщении биологических исследований должно быть дополнено потребностью изучения закономерностей биологической эволюции. На это обращал внимание И. И. Шмальгаузен. «Несомненно, — писал он, — молекула ДНК является химической основой специфичности развития каждого данного организма. Однако сама по себе она не определяет ни самовоспроизводства, ни развития организмов и не может рассматриваться как

основа жизни. Жизнь и все жизненные процессы гораздо сложнее. Даже самые простые современные организмы являются результатом длительного исторического развития (эволюции) и без этого не могут быть поняты» 9.

Развитию молекулярной биологии способствовало не только широкое применение методов физики, химии и кибернетики в познании жизни, но и экстраполяция в биологию тех познавательных процедур, заимствованных из этих наук, которые носили методологический характер. Вместе с тем использование концепций точных наук, присущего им подхода к объекту, определенного стиля мышления привело к перенесению в область изучения живого свойственного представителям этих наук мироощущения, конкретно-научного содержания мировоззрения, способов его формирования. Поэтому можно говорить о решающем воздействии физического мышления на характер мировоззренческих выводов, вытекающих из достижений молекулярной биологии.

Известно, что физика внесла основной вклад в естественнонаучное обоснование единства мира. Так, доказательство инвариантности преобразований в различных системах координат, открытие законов сохранения создали представление об универсальности действия физических законов в обозримой нами Вселенной. Эти физические идеи стимулировали современное познание инвариантных характеристик живого, поиск биологических законов сохранения, общих определений жизни.

Концепция биохимической универсальности живого, основанная на инвариантности генетического кода, выдвинула новые подходы к трактовке понятия «биологическая реальность» и тем самым дополнила знание об объективном мире, фрагментом которого является мир живого. Поэтому доказательство единства органического мира, связанное с достижениями молекулярной биологии, можно по праву рассматривать как важный этап в общем обосновании исходного принципа марксистской философии об объективном характере научного знания. Самое универсальное свойство материи, подчеркивал В. И. Ленин, состоит в том, что природа «бесконечно существует, и вот это-то единственно категорическое,

9 Шмсчьгаузеи И И Кибернетические вопросы биологии Новосибирск, 1968, с 209

единственно безусловное признание ее существования вне сознания и ощущения человека и отличает диалектический материализм от релятивистского агностицизма и идеализма» 10.

Таким образом, процесс физикализации биологии, приведший к созданию таких новых областей знания, как молекулярная биология и молекулярная генетика, внес революционные изменения в сам характер биологического познания. Они затрагивают не только методы и концепции биологии, но и ее философские основания, поскольку связаны с новыми методологическим и мировоззренческим подходами к самому способу исследования сущности жизни. Интегративные процессы между биологией и точными науками обладают как бы свойством «самовозрастания»: реализуясь на одном этапе, они порождают новые потенции на следующем этапе. В силу того, что интеграция знания охватила и методологические основания, можно предположить, что дальнейшее развитие молекулярной биологии поставит перед философскими исследованиями новые задачи, в решении которых диалектика дифференциации и интеграции знания будет по-прежнему занимать одно из важнейших мест.

Противоречивое единство этих сторон познания обнаруживается уже в самом использовании принципа инвариантности в биологии. На первый взгляд может показаться, что этот принцип выполняет лишь интегративные функции, поскольку нахождение инварианта в различных биологических системах (или уровнях их познания) ведет к установлению аналогий между ними, объединяет средства их познания и способствует пониманию их природы. Однако сам поиск инварианта связан с процессом дифференциации, определением элементарного, исходного, т. е. со сведением сложного к простому.

В биологии, имеющей дело не только со сложными системами, но и с градацией сложности, с ее возрастанием от уровня к уровню, определение инварианта и его познавательная роль обусловлены решением проблемы редукционизма. Оно должно дать ответы, например, на такие вопросы: возможно ли сведение телеологического объяснения, существенного для биологии, к причинно-следственному объяснению? возможно ли построение

10 Ленин В. И. Полн. собр. соч., т. 18, с. 277-278.

эволюционной теории лишь на базе популяционной генетики? п

Проблема редукционизма порождена развитием молекулярной биологии, но она перешагнула границы вопроса о соотношении физико-химической биологии со всей системой биологических наук и обнаружила различные аспекты во многих областях биологического познания. Таким образом, проблема редукционизма пронизывает все биологическое познание. При решении любых вопросов возникает проблема соотношения уровней познания, проблема «сведения», причем не просто неизвестного к известному, а более сложного к более просто организованному и более доступному экспериментальной проверке и точному описанию. Так современная физико-химическая биология, несмотря на многообразие форм редукции, используемых в биологии, оказалась в центре обсуждения проблемы редукционизма.

Именно физико-химический редукционизм обнаружил как плодотворность, так и границы применимости принципа редукции. При его исследовании на молекулярно-ге-нетическом уровне проявилась специфика принципа редукции по сравнению с принципом анализа. При изучении возможностей физико-химического редукционизма были выделены различные типы редукции, определены особенности ее использования в экспериментальной и теоретической деятельности, а также была подвергнута критике ее абсолютизация, ведущая к методологии глобального редукционизма. Было показано, что такая абсолютизация представляет собой модернизацию механического подхода к явлениям жизни\2. Поэтому анализ физико-химического редукционизма в молекулярной биологии дает ценный опыт логико-методологического исследования проблемы редукционизма в целом, что еще раз свидетельствует о методологическом воздействии молекулярной биологии на современное биологическое познание.

12 См. Карпинская Р. С. Методология биологического редукционизма. — Вопросы философии, 1974, № 11; Астафьев А. Е., Квасков В. Н. Редукционизм и методология науки. — Вестник ЛГУ, 1978, №11; Борзенков В. Г. Принцип детерминизма и современная биология. М., 1980; Фролов И. Т. Жизнь и познание.

Однако, на наш взгляд, было бы недостаточным выяснить только логико-методологический аспект проблемы редукционизма. Здесь целесообразен более широкий подход. При обсуждении этой проблемы необходимо учитывать целостный характер научно-исследовательской деятельности, которая содержит не просто совокупность познавательных операций. Последние включены в контекст общего понимания природы объекта, в определенные теоретические представления, в своеобразный для каждого исследователя мир методологических и мировоззренческих нормативов. Зависимость логических средств познания от общего характера научно-исследовательской деятельности весьма значительна в эксперименте, а тем более — в создании теоретических концепций.

Обусловленность логики познания содержанием научно-исследовательской деятельности приводит к выводу о том, что редукционизм возможно и необходимо рассматривать не только в контексте готового знания, но и самого процесса его получения. В таком случае обнаруживается его связь с особенностями эксперимента и теории, с мировоззренческими предпосылками исследования, со стилем мышления. Иными словами, установка на дифференциацию знания, которая, несомненно, играет важную роль при использовании принципа редукции, должна быть дополнена интегративными тенденциями, присущими целостному диалектическому подходу. Таким образом, редукционизм как одно из средств построения теоретического знания должен корректироваться той целью, которой он служит, т. е. быть постоянно ориентированным на целостный подход к объекту теории. Эти выводы являются важнейшими условиями плодотворного использования редукции, раскрывая ее возможности и вместе с тем ограниченность в познании целого. Движение исследовательской мысли от исходного представления о целостности к редукционистскому объяснению и затем снова к понятийному ее выражению становится в настоящее время предметом серьезного методологического изучения.

В концепциях происхождения жизни, ее сущности и структурных уровней, ее эволюции обнаруживается такое разнообразие исходных представлений о целостности, что каждый раз возникает потребность ответа на во-. просы о том, «что сводится» и «к чему сводится»..

Поэтому в анализе конкретной роли принципа редукции в ажным является определение тех исходных посылок, того «целостного видения» объекта, теоретическое знание о котором обогащается на основе редукционистского объяснения. Его корректное применение включает в себя не только ответ на эти вопросы, но и определенную целевую установку: для чего, для решения какого круга теоретических проблем используется редукция. Здесь важно напомнить слова Маркса о том, что в процессе теоретического исследования образ целого должен постоянно витать в нашем представлении как предпосылка. Тем самым мы будем отдавать себе отчет в единстве «начала» и «конца», т. е. в необходимости возврата к предпосылке. Через редукцию, которая действительно является необходимой стадией исследования, происходит возврат не к какой-либо другой, допустим более широкой, проблематике, а к той же самой, но глубже понятой, исследованной в ее основании. И наоборот, несопоставимость «начала» и «конца» исследования чаще всего свидетельствует о переоценке данных, полученных на основе редукции, о забвении ее служебной роли и границ ее применимости.

Говоря о принципе редукции, необходимо отметить, что целостное восприятие жизни как природного феномена не может быть получено на пути редукции, даже если его использование позволяет совершить «восхождение» от познанных частей к целому. Целостное восприятие жизни скорее факт мировоззрения, нежели «чистой» логики познания. Социальная, общекультурная, научная, этическая, индивидуально-личностная детерминация мировоззрения заставляет и в биологическом познании видеть сложность его мировоззренческих предпосылок. Но методы редукционизма, как бы находясь «по ту сторону» мировоззренческой проблематики и ориентируясь лишь на совокупность апробированных логических средств познания, способны трансформировать общую цель теоретического мышления таким образом, что она оказывается зависимой только от получаемых конкретных данных, но не от того более широкого, хотя и менее доказательного, взгляда на сущность жизни, который можно называть общебиологическим подходом, биологическим стилем мышления. Необходимо учитывать, что при бесконечном сведении жизни ко все более элементарному уровню она, как образно сказал Сент-Дьерди, «просачи-

вается сквозь пальцы», теряет свой облик, и на место «пафоса целостности» становится «пафос части»

Поэтому при использовании редукционистских идей для теоретизации биологии необходимо осознанно и последовательно опираться на философские и методологические принципы, адекватные характеру биологической науки. Эти принципы не могут быть вне целостного, диалектического подхода к сущности жизни, который только и позволяет серьезно обсуждать возникающие проблемы: на каком основании можно экстраполировать знания с одного уровня изучения живого на другой, как и почему фундаментальные понятия одного уровня становятся универсальными для всей биологии, каковы возможности и вместе с тем границы применимости редук-ционистского способа объяснения.

Таким образом, в современной биологии имеются возможности для плодотворного решения проблемы ре-дукционизма, устраняющего опасность перехода от редукции к механицизму. Эти возможности созданы успешным развитием физико-химической биологии, прогрессом эволюционного учения, развитием диалектико-материалистической философии. Только эмпирик, чуждый потребности в теоретическом осмыслении научных данных, не может понять, что эти факторы развития биологического знания взаимосвязаны, и настойчиво утверждает, что единственной достоверностью является лишь полученный на основе редукции эмпирический факт либо эмпирическое обобщение. Принцип редукции должен быть понят и осмыслен в контексте процессов дифференциации и интеграции знания, столь характерных для современной биологии, в плане общего содержания научно-исследовательской деятельности современного биолога, нацеленной на получение действительно интегральной картины сущности жизни и ее эволюции.

Источник