Современная научная картина мира и система философско-методологических принципов построения научной теории в биологии и медицине

В.А. Карпин

СОВРЕМЕННАЯ НАУЧНАЯ КАРТИНА МИРА И СИСТЕМА ФИЛОСОФСКО-МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ ПОСТРОЕНИЯ НАУЧНОЙ ТЕОРИИ В БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ

Анализируются важнейшие положения эволюционной теории и выделяются ее основные системообразующие философско-методологические принципы, которые, по мнению автора, можно положить в основание любой теоретической конструкции в области медико-биологических наук.

Предметом философско-методологических исследований в последнее время все чаще становятся фундаментальные понятия и идеи, образующие основания, на которых развиваются конкретные науки. В основе анализа этих оснований научные знания предстают как целостная развивающаяся система. Важнейшим компонентом оснований науки является научная картина мира. Научная картина мира выделяет из бесконечного его многообразия те сущностные связи, познание которых составляет основную цель науки на данном этапе ее развития. Она выступает как специфическая форма систематизации научного знания, а также является отражением определенного философского мировоззрения1.

По М.В. Мостепаненко, «научная картина мира -система общих представлений о природе, включающая в себя исходные теоретические понятия, принципы и гипотезы данной области наук, характерные для определенного этапа ее развития, и построенная на основе соответствующих философских знаний и идей»2. В формировании или расширении научной картины мира на первое место выдвигаются философские знания и идеи; именно они обладают необходимой широтой для создания или расширения общих представлений о мире. Научная картина мира является знанием более общим, чем научное знание, но более конкретным, чем философское знание. Ее можно рассматривать как промежуточное звено между наукой и философией; с ее помощью осуществляется взаимосвязь между философией и наукой3.

По нашему мнению, научная картина мира выступает не просто как форма систематизации знания, но и как исследовательская программа, которая определяет постановку задач эмпирического и теоретического анализа и выбор средств их решения.

В свою очередь, общенаучная картина мира распадается на ряд специальных картин мира - физическую, биологическую, социальную, которые являются системообразующим звеном в многообразии теоретических знаний, составляющих соответствующую отрасль науки.

Проблема обоснования науки нашла свое выражение в существовании ряда сменяющих друг друга систем взглядов, собственно, и образующих философию науки как таковую. В центре ее внимания находятся вопросы, касающиеся оснований науки, целей и стратегии научного исследования, обоснования критериев оценки и контроля познавательных действий и получаемых с их помощью результатов, а также оценки наиболее важных изменений в науке. Глубокое и адекватное философское осмысление науки предполагает анализ не только закономерностей генезиса и развития научного знания как

такового, но и функционирование самой науки как деятельности. Выбор философских концепций, представляющих такую возможность, не так уж велик. К одной из наиболее заметных из них относится постпозитивизм. Данное философское направление относительно молодо (первые работы относятся к 30-м гг. ХХ в.), однако как философское, так и общекультурное воздействие его идей представляется весьма значительным; оно вылилось в создание определенной философской картины науки сегодняшнего дня.

Существенным достижением постпозитивизма является признание тесной взаимосвязи философии и науки, переход от анализа внутринаучных проблем к обсуждению связей философии науки с внешними для нее социальными институтами, рассмотрению философии и науки как органических составляющих общественных интересов. Эти давно назревшие проблемы были поставлены постпозитивистской философией впервые. Ее эволюция показала, что построение философии науки невозможно без привлечения широкого мировоззренческого контекста. Именно это обстоятельство, на наш взгляд, является важнейшей причиной того, что, несмотря на всю внутреннюю сложность и противоречивость постпозитивизма, уязвимость многих его концепций, он создает яркий образ современной науки, что придает этому философскому направлению несомненную ценность.

Таким образом, постпозитивистская философия науки выдвинула в качестве методологической проблемы анализ оснований науки. Эти основания и их отдельные компоненты зафиксированы и описаны как «парадигма» Т. Куна, «научно-исследовательская программа» И. Лакатоса, «исследовательская традиция» Л. Лаудана. Но, по мнению В.С. Степина, даже в самых продвинутых исследованиях оснований науки западная философия науки недостаточно аналитична. Она до сих пор не установила, каковы главные компоненты оснований науки и их связи. Не выявлены связи между основаниями науки и опирающимися на них теориями

4

и эмпирическими знаниями .

Проблема структуры оснований науки, их места в системе знания, их функций в его развитии потребовала дальнейшей разработки.

Универсальный эволюционизм -основа современной научной картины мира

Переход науки к постнеклассической стадии развития создал новые предпосылки формирования единой научной картины мира. В конце прошлого века возникла реальная возможность объединения представлений о

трех основных сферах бытия - неживой природе, органическом мире и социальной жизни - в целостную научную картину на основе базисных принципов, имеющих общенаучный статус. Современная тенденция синтеза научных знаний выражается в стремлении построить общенаучную картину мира на основе принципов универсального эволюционизма, объединяющих в единое целое идеи системного и эволюционного подходов. Эти принципы позволяют единообразно описать огромное разнообразие процессов, протекающих в неживой природе, живом веществе и обществе5. Р. Том утверждает, что «динамические ситуации, управляющие развитием природных явлений, в основном совпадают с теми, которые определяют эволюцию человека и общества»6.

Э. Макмаллин отмечает, что многие ученые в современном мире все еще продолжают решать прежние логические проблемы, однако все больше исследователей обращаются к проблемам эволюционной биологии7.

Принцип эволюции получил наиболее полную разработку в рамках биологии и стал ее фундаментальным принципом еще со времен Ч. Дарвина; однако вплоть до наших дней он не был доминирующим в естествознании. По мнению В.С. Степина (развитие идеи глобального эволюционизма является результатом его исследований последних лет), это было связано с тем, что длительное время лидирующей научной дисциплиной выступала физика, которая транслировала свои идеалы и нормы в другие отрасли знания. Но физика на протяжении большей части своей истории не включала в явном виде в число своих фундаментальных принципов принцип развития. Что же касается биологии, то она не достигла высокого статуса теоретически развитой науки и сейчас находится в стадии теоретизации8.

Возникновение в 40-50-х гг. прошлого столетия общей теории систем и становление системного подхода внесли принципиально новое содержание в концепцию эволюционизма. Идея системного рассмотрения объектов оказалась весьма эвристической прежде всего в рамках биологических наук, где она привела к разработке проблемы структурных уровней организации живой материи, анализу различных связей как внутри системы, так и между системами разной степени сложности. Системное рассмотрение объекта предполагает прежде всего выявление целостности исследуемой системы, ее взаимосвязей с окружающей средой, анализ в рамках целостной системы свойств составляющих ее элементов и их взаимосвязей. Системный подход, развиваемый в биологии, рассматривает объекты не просто как системы, а как самоорганизующиеся системы, носящие открытый характер .

В обоснование универсального эволюционизма внесли свою лепту многие естественно-научные дисциплины, но определяющее значение в его утверждении как принципа построения современной общенаучной картины мира сыграли три важнейших концептуальных направления в науке ХХ в.:

1) теория нестационарной Вселенной;

2) синергетика;

3) теория биологической эволюции и развитая на ее основе концепция биосферы и ноосферы10.

Сегодня во все большей степени в философию науки проникают идеи системности и самоорганизации, которым придается все более широкий смысл. Откры-

ваются новые взаимосвязи, и Вселенная в свете новых знаний и нового опыта предстает перед научным миром в качестве единой системы, которая эволюционирует как одно целое и в которой человек представляется как ее неотделимая составляющая11.

Относительная изолированность специальных картин мира, характерная для науки XIX столетия, сменяется их интеграцией в рамках общенаучной картины мира. Специальные научные картины мира, характеризующие неживую природу, органический мир и социальную жизнь, соединяются в блоки общенаучной картины и реализуют каждая в своей области идеи универсального эволюционизма. Общая научная картина мира должна осознаваться как глобальная исследовательская программа, как горизонт систематизации знаний12.

Биологическая картина мира

Сложность философско-методологического анализа биологической картины мира усугубляется тем фактом, что все современные представления о теоретическом знании разрабатывались, как правило, на материале физикоматематических наук, приложимость которых к биологическим наукам представляет большую проблему, что, несомненно, требует дальнейшей разработки специфики логико-методологического анализа в этом направлении.

До ХХ в. биология развивалась на основе физической картины мира. Поскольку фундаментальные законы физики казались надежно установленными, вряд ли можно было ожидать, чтобы они оказались неверными в органической области. Для развития биологии были существенны не только средства и методы, в большинстве своем заимствованные из физических исследований, но и существовавшая в то время твердая уверенность в надежности физических основ. В наши дни биологии уже не приходится обращаться к основам физики, чтобы обрести уверенность в возможности решения своих более глубоких проблем. Но и современная физика уже не считает себя постигшей сущность явлений природы; это заметно хотя бы по тому, что она все более философствует о предмете своих ис-следований13.

Настоящее состояние биологии, на наш взгляд, требует более строгой и глубокой разработки понятий и логических систем, с помощью которых мы могли бы плодотворно рассматривать важнейшие характеристики жизненных процессов на всех уровнях.

Знаменателен тот факт, что теоретическая физика является признанной отраслью науки, в то время как теоретическая биология такого признания еще не получила. Возможно, причина связана с тем, что имеется много общего между биологическими и физико-химическими процессами, что, казалось бы, не требует выработки подходящей специальной теории, кроме той, которую можно заимствовать из физики. Действительно, закономерности метаболизма, динамики жидкостей организма, проницаемости мембран, электрических явлений в живом организме, наконец, достижения в области молекулярной биологии, на первый взгляд, могут быть объяснимы с позиции физико-химических наук. И если соответствующей физической теории ока-

зывается недостаточно для объяснения обнаруженного нового биологического явления (например, биокатализ или матричные свойства нуклеиновых кислот), то это должно явиться стимулом для дальнейшего развития физической теории. Однако такие теории могут быть отнесены только к отдельным разделам биологии, но не к биологии в целом. Ярким примером этому являются достижения в области эволюции живых организмов, которые привели к созданию теории популяционной и эволюционной генетики. Изучение общих особенностей различных биологических теорий должно стать основной задачей теоретической биологии14.

Эволюционный подход к изучению живой природы является фундаментальным принципом, основой мировоззрения и методологической основой современной биологии. Эволюционное учение рассматривает общие закономерности и движущие силы исторического развития жизни, впервые в общей форме представленные

Ч. Дарвином. Любые теоретические изыскания в биологии приобретают логическое завершение только тогда, когда они удовлетворяют эволюционному принципу.

Цель эволюционного учения - выявление закономерностей развития органического мира для последующего управления этим процессом. Эволюционный подход важен во всех без исключения областях биологии: описание отдельных фактов возможно вне эволюционной интерпретации, но естественно-научное объяснение любых фактов в биологии невозможно вне эволюционного подхода.

Проведем краткий анализ важнейших положений эволюционной теории и выделим ее основные системообразующие философско-методологические принципы, которые, на наш взгляд, можно положить в основание любой теоретической конструкции в области медико-биологических наук.

Биологическая эволюция существенно отличается от таковой в других областях науки. В ее основе лежат уникальные процессы самовоспроизведения макромолекул и живых организмов, таящие в себе почти неограниченные возможности преобразования живых систем в ряду поколений. Биологическая эволюция - это необратимое и в известной степени направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом. Результатом биологической эволюции является соответствие развивающейся живой системы условиям ее существования.

Любая сложная молекулярная структура обладает ограниченной степенью стабильности. Время от времени она претерпевает структурные изменения в результате движения атомов и молекул (ни одна химическая реакция не обладает абсолютной надежностью).

Спонтанные мутации, появляющиеся вследствие ошибок в процессах репликации и репарации ДНК, постоянно возникают у живых организмов со средней частотой 1:106 клеточных делений. Они являются элементарным материалом эволюции и носят стохастический характер. Однако мутации сами по себе не могут обеспечить протекание эволюционного процесса: этот материал должен попадать под действие определенных сил, получивших название факторов эволюции.

Любой признак, который наследует индивид - это результат взаимодействия генетической программы и той среды, где проходило его развитие. Наследственность определяет спектр возможных состояний данного признака - его норму реакции, но возникновение вариантов этой нормы определяет взаимодействие генотипа и среды.

При отсутствии давления со стороны среды или при сохранении постоянства условий генетический состав популяций, слегка флюктуируя, будет оставаться в среднем статистически неизменным неопределенно долгое время. Если же популяция испытывает сильное давление со стороны каких-либо внешних факторов, то неизбежно произойдет изменение ее генотипического состава.

Спонтанный мутационный процесс статистичен и ненаправлен. В любом микромире действуют законы квантовой механики. Нельзя, например, одновременно точно определить координаты и импульс (энергию) частицы. Выражающий это положение принцип неопределенности - такое же фундаментальное свойство природы, как принцип дискретности в строении материи. Причинность явлений в микромире из-за принципа неопределенности ни в коей мере не нарушается, приобретая вероятностно-статистический характер. Такой же вероятностно-статистический характер носит мутационный процесс: невозможно точно предсказать, где и когда произойдет спонтанная мутация, но можно утверждать, что такая мутация с определенной вероятностью появится в данном локусе.

Итак, для мутационного процесса характерна нена-правленность, неопределенность и стохастичность действия. В то же время эволюция в целом - не хаотический, а направленный процесс, связанный с постоянной выработкой все новых приспособительных механизмов, осуществлением прогрессивного развития живой природы. Известен лишь один направленный эволюционный фактор -естественный отбор. Только он обеспечивает устойчивое протекание направленного процесса эволюции.

Таким образом, естественный отбор является направляющим фактором эволюции; выживают особи, наиболее приспособленные к конкретной среде обитания; приспособление - результат направляющего фактора эволюции, результат естественного отбора, результат взаимодействия популяции с окружающей средой. Это взаимодействие и есть причина эволюционного процесса. Следовательно, принцип причинности является первым фундаментальным философско-методологическим основанием эволюционной теории, а через нее и всей биологической картины мира.

В современной эволюционной теории описано множество форм отбора, основными из которых, на наш взгляд, являются стабилизирующий и движущий отбор.

Стабилизирующий отбор - форма естественного отбора, направленная на поддержание и повышение устойчивости в популяции среднего, ранее сложившегося значения признака или свойства. Эта форма отбора как бы охраняет и усиливает установившуюся характеристику признака, устраняя все особи, заметно уклоняющиеся от сложившейся нормы. Без него не было бы устойчивости в живой природе. В этом состоит важная системообразующая и системосохраняющая роль естественного отбора.

Движущий (направляющий) отбор способствует сдвигу среднего значения признака или свойства. Такой отбор способствует появлению новой нормы взамен старой, пришедшей в несоответствие с окружающими условиями.

Все закрепляющиеся в ходе эволюции особенности (в частности, морфологические особенности отдельных особей - формообразовательный процесс) представляют собой те или иные приспособления (адаптации). Возникновение приспособленности к среде - основной результат эволюции. Поэтому эволюцию можно рассматривать как процесс возникновения адаптаций - адапта-циогенез. Адаптация - это возникновение и развитие конкретных морфофизиологических свойств, значение которых зависит от тех или иных условий среды обитания. Изменения в пределах отдельной особи в ответ на флуктуации окружающей среды происходят в пределах унаследованной каждой особью нормы реакции.

Особь всегда развивается как целое. Структурнофункциональная целостность ее основана на взаимосвязи и взаимодействии онтогенетических дифференциро-вок. В ходе эволюции наблюдается интеграция организма - установление все более тесных динамических связей между его структурами. В целом эволюция жизни сопровождалась постепенным усилением дифференциации и целостности онтогенеза. Биологические системы в процессе эволюции становятся все более интегрированными, с все более развитыми регуляторными механизмами, обеспечивающими такую интеграцию.

В эволюционном процессе происходит развитие разнообразных приспособительных механизмов и повышение устойчивости организма к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды. Наблюдается постепенное сокращение детерминирующей роли физикохимических факторов внешней среды в индивидуальном развитии. Постоянно повторяющиеся факторы среды из факторов, детерминирующих развитие, превращаются в условия нормального развития. Организм постепенно освобождается от влияния случайных и кратковременных изменений среды; в процессе эволюции он становится все более автономным, внешние факторы его развития заменяются внутренними. При таком развитии роль большинства изменений внешних условий сводится к «пуску» внутренних механизмов морфогенеза.

Таким образом, принцип самоорганизации (системности) является вторым философско-методологическим основанием теории эволюции, т.е. общебиологической картины мира.

Принцип общих оснований. Этот принцип ранее не выделялся в качестве фундаментального принципа развития органического мира. Мы выделяем его по следующим соображениям.

Основой строения всех живых существ являются сложные высокомолекулярные вещества - ДНК, РНК и белки. Единство химического состава представителей органического мира подтверждается принципиальным сходством строения хлорофилла у растений, гемоглобина у позвоночных и гемоцианина у беспозвоночных. Сходны у всех живых организмов и основные биохимические процессы: окисление, гликолиз, распад жирных кислот, перенос специфических веществ через клеточные мембраны. Аминокислотный состав низших

позвоночных и человека почти идентичен; почти одинаков состав ферментов у разных растений. При биохимических сравнениях ныне живущих организмов показано, что ранние метаболические звенья синтеза стеринов, каротиноидов, вторичных метаболитов, реакции гликолиза и дыхания у многих растений и животных сходны. Результаты подобных исследований привели к выводу о биохимической универсальности жизни, что является одним из доказательств единства ее происхождения15. Такие признаки, как гистоновые белки, входящие в состав хромосом, или ферментные белки репликации и транскрипции, весьма консервативны и одинаковы не только у разных представителей человечества, но и у биологических видов значительной филогенетической отдаленности16. Р. Том считает, что все модели живых организмов построены посредством спецификации универсальной модели, которая содержит фигуры регуляции живых организмов любых видов. Великие эволюционные преобразования описываются автором как глобальные деформации этой уни-

17

версальной модели .

Принцип общих оснований кратко можно определить следующим образом: все материальные объекты, процессы и явления имеют общие истоки и корни.

Таким образом, принцип общих оснований наряду с принципами причинности и системности может претендовать на роль фундаментального принципа эволюционного процесса.

Итак, мы выделили три фундаментальных философских принципа, которые, согласно концепции глобального эволюционизма, могут служить методологическими основаниями построения любой биологической теории.

Современное естествознание, с одной стороны, обращает все больше внимания на собственные частнонаучные методы, а с другой стороны - на их философскую разработку и осмысление, на возможность их пе-реинтерпретации и формулирования новых методологических принципов с философских позиций. Однако эти принципы начинают играть роль регулятора в развитии знания только в том случае, если они объединены в определенную систему, которую можно определить как методологию. Поскольку системность естественно-научного знания является установленным фактом, а существование методологических принципов -очевидным, то понятна необходимость их систематизации. Без системного видения методологических принципов невозможно выявление их достоинств и недостатков, границ применения, определение перспектив развития, выявление и формулировка новых принципов. Построение системы методологических принципов предполагает не только констатацию и формулировку самих принципов и уточнение их числа, но и выявление их природы, что позволяет определить основание для создания системы18.

Таким образом, из общенаучной картины мира мы вывели философско-методологические принципы, которые, по нашему мнению, должны являться фундаментальными методологическими основаниями построения любой содержательной теории, в том числе в области медико-биологических наук, но только в том случае, если они объединены в систему.

Систему методологических принципов, которую мы вывели, исходя из концепции универсального эволюционизма, коротко можно сформулировать следующим образом: эволюционный процесс в органическом мире имеет определенную направленность (принцип причинности), результатом которой является приспособление живых организмов к среде обитания; эволюция жизни сопровождается постепенным усилением дифференциа-

ции (принцип общих оснований) и целостности (принцип системности) онтогенеза.

Применение представленной системы философских принципов в качестве методологического основания при построении теоретических моделей в области медикобиологических наук будет способствовать их дальнейшей оптимизации и разрешению многих спорных вопросов познания жизнедеятельности биологических систем.

ПРИМЕЧАНИЯ

1. Степин В.С. Теоретическое знание: Структура, историческая эволюция. М.: Прогресс-Традиция, 2000. С. 185-192.

2. Мостепаненко М.В. Философия и методы научного познания. Л.: Лениздат, 1972. С. 170.

3. Там же. С. 166, 169.

4. Степин В.С. Теоретическое знание: Структура, историческая эволюция. М.: Прогресс-Традиция, 2000. С. 188.

5. Там же. С. 641.

6. Том Р. Структурная устойчивость и морфогенез: Пер. с фр. М.: Логос. 2002. С. 280.

7. Макмаллин Э. Философия науки, 1950-2000: Разделение путей // Социальные и гуманитарные науки. Сер. 3. Философия. 2001. № 2. С. 59.

8. Степин В.С. Теоретическое знание: Структура, историческая эволюция. М.: Прогресс-Традиция, 2000. С. 642.

9. Там же. С. 644.

10. Там же. С. 645-646.

11. Моисеев Н.Н. Универсальный эволюционизм: позиция и следствия // Вопросы философии. 1991. № 3. С. 3-28.

12. Там же. С. 664, 666.

13. Эйнштейн А. Физика, философия и научный прогресс // Эволюция физики: Пер. с нем. М.: Устойчивый мир, 2001. С. 28-29.

14. Уоддингтон К.Н. // Том Р. Структурная устойчивость и морфогенез. Введение: Пер. с фр. М.: Логос, 2002. С. 5-6.

15. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М.: Высшая школа, 1998. С. 63, 95, 155.

16. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М.: Медицина, 1997. С. 14.

17. Том Р. Структурная устойчивость и морфогенез: Пер. с фр. М.: Логос. 2002. С. 218.

18. Симанов А.Л. Опыт разработки системы методологических принципов естественно-научного познания // Философия науки. 2001. № 1. С. 3-32.

Статья представлена научно-редакционным советом журнала, поступила в научную редакцию «Философские науки» 11 декабря 2006 г., принята к печати 18 декабря 2006 г.