1.1.1. Выдвижение идеи теоретической биологии.
Одной из наиболее актуальных проблем развития биологии на ее современном этапе становится проблема теоретизации биологического знания, которая предстает в истории биологии XX века в виде идеи теоретической биологии.
Перед тем как в дальнейшем рассуждать о роли биосемиотики в формировании теоретической биологии необходимо проанализировать, что представляет собой идея теоретической биологии, и какое развитие она претерпела. Философ и методолог науки Борзенков В.Г. замечает, что в развитии биологии XX века трудно назвать другую такую идею, которая была бы столь интригующей и вызывала бы такие разноречивые интерпретации и эмоции, как идея (и движение «на пути к») теоретической биологии[1]. Конечно, в рамках данной работы нет возможности подробно рассмотреть различные точки зрения по вопросу о природе теоретической биологии[2], выявившиеся в процесс дискуссии на протяжении многих десятилетий, обратим, прежде всего, внимание на историю развития теоретической биологии и основные методологические подходы в решении проблемы теоретизации современной биологии.
Выражение «теоретическая биология» появилось в первой четверти XX столетия, но интерес к проблеме жизни, темпы развития науки в XX веке, привели к появлению очень большого количества работ, если и не с названием «теоретическая биология» или «общая биология», то предметно и проблемно близко ориентированных. Проблемы появления живого, его сущности, отличия живого от неживого, проблемы научного исследования жизни обсуждались и обсуждаются не только биологами, но философами, представителями других наук, общественностью. По этому поводу Заренков Н.А. отмечает, что если для уяснения предмета современной теоретической биологии обратиться к тем публикациям, в которых встречается это название, то окажется, что она, прежде всего, продолжает искать различие между живым и неживым, ищет определение жизни и, следовательно, скорее является теорией жизни, нежели теорией биологии, т.е. теорией знания о жизни: «Это означает, что сюда дополнительно относится значительная по объему литература по теории жизни, создаваемая совместным трудом биологизирующих философов и философствующих естественников, и среди последних – прежде всего химиков, физиков, специалистов в области физико-химической биологии». Эти обсуждения, несомненно, повлияли на формирование теоретической биологии.
Исторические корни теоретических методов в биологии отсылают к натурфилософским построениям, которые, по существу, были очень несовершенными попытками теоретического разрешения больших проблем биологии. Наиболее крупным и уже чрезвычайно точным достижением, лежащим в истоках теоретической биологии, является, несомненно, дарвиновская теория естественного отбора. К сожалению, в рамках данной работы, истоки и причины зарождения теоретической биологии не могут быть проанализированы – это отдельная, самостоятельная тема[3], что необходимо учитывать, переходя к рассмотрению исторического пути теоретической биологии.
Выдвижение идеи теоретической биологии следует относить к самому началу XX века. В 1901 году была написана, вероятно, первая монография по теоретической биологии, где вводится в названии словосочетание «теоретическая биология» (Reinke, 1901). В своем историческом очерке Моровиц Г. связывает начало современной истории теоретической биологии с 1917 годом, датой опубликования работы д’Арси Уэнтворта Томпсона «О росте и форме». Называя Томпсона одним из предтеч теоретической биологии, Моровиц подчеркивает, что вслед за Брюкке Э., Дю-Буа-Реймоном Э., Гельмгольцем Г. и Людвигом К., стремившимися поставить физиологию на химико-физический фундамент и «придать ей равный научный ранг с физикой», в отношении морфологии и морфогенеза это стремился проделать Томпсон[4]. Можно сказать, что в это время зарождается идея теоретической биологии.
Как важные моменты в появлении теоретической биологии в 1900-ые годы выделим то, что в биологии уже были теория Ламарка, теория Ч. Дарвина, теория Г. Менделя, что в последнее десятилетие XIX века, как реакция на важные достижения в биохимии и широкое распространение редукционизма, начинают формироваться холистические взгляды (Н.Гартман, 1906).
1.1.2. Формирование основных направлений развития теоретической биологии.
Следующий значительный шаг в развитии теоретической биологии относится к 20-ым – 30-ым годам. Собственно это период, когда теоретическая биология начинает формироваться как отдельное направление биологических исследований. С разницей в несколько лет публикуется серия влиятельных монографий под одним и тем же названием – «Теоретическая биология»(Эренберг Р., 1928; Икскюлль фон Я., 1928; Берталанфи фон Л., 1932; Бауэр Э., 1935)[5]. В этих работах авторы высказывают свое видение предмета теоретической биологии, ее целей и задач, закладываются концептуальные основы общей теории систем (Берталанфи фон Л.), биофизики (Бауэр Э.), биосемиотики (Икскюлль фон Я.).
Уже в этих первых работах отмечается двойственная природа теоретической биологии. С одной стороны, основная задача теоретической биологии – дать всестороннее определение сущности жизни в ее целостности и развитии, в этом случае теоретическая биология выступает как общая теория жизни, то есть как знание о всеобщих явлениях, процессах, структурах живого; с другой стороны, теоретическая биология предстает как форма организации и упорядочивания представлений о биологической реальности, фиксируя нормативное знание из различных отраслей биологии, она способствует выработке общего стиля мышления, сближению языка описания, интегративным процессам в биологии в целом и др. Двойственную природу теоретической биологии отмечал Р. Эренберг. По его мнению, теоретическая биология с одной стороны выступает как методология и логика науки, вскрывающая закономерности биологического познания, С другой стороны, теоретическая биология есть естественнонаучная дисциплина, решающая сугубо биологические проблемы.
Берталанфи Л. по этому вопросу писал: «Теоретическая биология в ее первичном значении есть теория познания и методология науки о жизни... Вторичное значение теоретической биологии заключается в том, что она есть наука, о природе, которая относится к описательной и экспериментальной биологии так, как теоретическая физика к экспериментальной физике»[6]. Берталанфи Л. предположил, что задача биологической теории объяснить живой организм не как конгломерат отдельных элементов, а как определенную систему, обладающую организованностью и целостностью. Он начал разрабатывать организмическую концепцию, в которой понятие системы было выдвинуто на передний план, в противоположность аналитической и суммативным точкам зрения. Динамическая концепция жизни противопоставлялась статической и машинной концепциям, а также витализму. Механистическое понимание организма как суммы клеток, подчеркивал Берталанфи, не может объяснить явление регуляции, а также процессы происхождения и развития организмов; витализм отказывается от научного объяснения. Биологическое познание должно основываться, считал Берталанфи, на системном рассмотрении своего предмета – живого организма, исходить из анализа организма как активного, участвующего в обмене веществ. В своей работе «Теоретическая биология» Берталанфи писал, что «наука о целостности и организмическом par excellence – биология – призвана играть в нашем мировоззрении роль, которую она не играла раньше». Сформулированные в 20-ые годы принципы концепции организмизма во многом определили последующую эволюцию взглядов Людвига фон Берталанфи[7].
Другой путь построения теоретической биологии рассмотрел Эрвин Бауэр в ставшей уже классической работе «Теоретическая биология» (1935). Бауэр предложил разделить биологическое знание на специальную или описательную биологию и общую или теоретическую биологию. Теоретическая биология, по мысли Бауэра, должна включать в себя эволюционную теорию или учение о происхождении видов и общую теорию живой материи, последняя еще только требует своей разработки. Эволюционная теория явилась теоретическим завершением описательного периода биологии, когда через описание строения, развития и жизненных проявлений были выявлены закономерности проявления живой материи, а не сами законы движения живой материи. Ближайшую задачу теоретической биологии Бауэр Э. видел в том, чтобы представить и вывести эмпирические законы и данные описательной и экспериментальной биологии с ее разделами в качестве частных моментов развития более общих, выходящих за пределы непосредственного опыта законов и представлений о живой материи, поэтому теоретическая биология (или общая) должна содержать в себе эволюционную теорию (или учение о происхождении видов) и общую теорию живой материи. «Эти общие законы – писал Бауэр, - должны быть законами движения, присущими живой материи, т.е. таким образом, свойственными только ей. Но они должны представить собой свойственные ей всюду и всегда законы движения...»[8]. Бауэр отмечал, что биология не является прикладной физикой или химией, поэтому законы должны быть действительны для всякой живой материи и только для нее. Формулируя принцип устойчивого неравновесия, свою задачу Бауэр Э. видел в том, чтобы «объединить и выразить в форме одного или нескольких законов то, что свойственно всем системам, которые мы обозначаем как живые, и что характерно только для них»[9].
Новые задачи и перспективы развития теоретической биологии были выявлены, благодаря трудам Вернадского В.И.. Начиная с 20-ых годов прошлого века, они развивали новое направление эволюционного учения – учение об эволюции биосферы. Вернадский определил биосферу как пространство, заполненное живым веществом. «Живое вещество, — писал он, — есть совокупность живых организмов»[10]. Вернадский говорил о первичности биосферы по отношению к отдельному организму: «Биосфера — имеет совершенно определенное строение, определяющее все без исключения в ней происходящее (...). Человек, как 6ы наблюдается в природе, как и все живые организмы, как всякое живое существо, есть функция биосферы, в определенном ее пространстве-времени»[11]. В концепции Вернадского жизнь предстала как целостный эволюционный процесс (физический, геохимический, биологический), включенный в качестве особой составляющей в космическую эволюцию. На стыке геохимии, биологии и учения о биосфере Вернадский В.И. создал теорию живой материи. Согласно теории живой материи, последняя организована как динамически устойчивая система. Организованность выступает как специфическая особенность биосферы: «Организованность биосферы — организованность живого вещества — должна рассматриваться как равновесия, подвижные, все время колеблющиеся в историческом и в географическом времени около точно выражаемого среднего. Смещения или колебания этого среднего непрерывно проявляются не в историческом, а в геологическом времени»[12]. Познание живого рассматривалось Вернадским как единая исторически развивающаяся система знаний, включающая знания о природе, космосе, человеке. Он говорил о существовании двух картин мира, наряду с физическим (механистическим) существует «натуралистическое» представление о мире («картина мира натуралиста»), «более сложное и более для нас близкое и реальное, которое пока тесно связано не со всем Космосом, но с его частью - с нашей планетой, то представление, какое всякий натуралист, изучающий описательные науки, имеет об окружающей его природе. В это представление всегда входит новый элемент, отсутствующий в построениях космогонии, теоретической физики или механики - элемент живого»[13]. Учение Вернадского В.И. об эволюции биосферы следует рассматривать как один из вариантов построения общей теории жизни, основанный на новом мировоззрении.
В это же время происходит одно из самых значительных событий для всего биологического познания, создается синтетическая теория эволюции (СТЭ) (Четвериков С.С., Фишер Р., Тимофеев-Ресовский Н.В., Райт С., Дубинин Н.П., Вавилов Н.И. и др.). Происходит синтез дарвинизма и генетики, особым момент в развитии СТЭ следует считать замену типологического (организмоцентрического) мышления, в котором объектом эволюции выступает организм, на популяционное.
Теоретизацию биологии начинают понимать, прежде всего, как продвижение в исследовании эволюционных проблем. Хотя СТЭ на тот момент занимает лидирующую позицию в биологии, в теоретической биологии возникает ряд концепций и идей холистического и неовиталистического толка. В период развития СТЭ биологические теории начинают получать формализованный вид и обретают свой математический базис (Лотка А., Костицын В.А., Вольтерра В.). По мнению Моровица, книга Лотка «сыграла большую роль в подготовке того развития теоретической биологии, которое имело место в 40-х и 50-х годах»[14]. Трудами англичан Фишера Р. («Генетическая теория естественного отбора», 1930), Холдейна Дж. («Математическая теория естественного и искусственного отбора», 1924 - 1931) и американца Райта С. («Эволюция в менделеевских популяциях», 1931) в течение двух десятилетий была создана математическая теория классической популяционной генетики – основы синтетической теории.
Формализация биологических теорий продолжилась и далее, в 1937 г. Вуджер Д. в монографии «Аксиоматический метод в биологии» предпринял попытку сформулировать биологические проблемы при помощи символической логики. Свою цель он усматривал в создании точного и полностью контролируемого языка, позволяющего систематизировать биологические знания.
В 1938 году Рашевский Н. опубликовал свою знаменитую работу «Математическая биофизика», цель которой он видел в том, чтобы заложить основы математической биологии, аналогичной по своим методам математической физике. Рашевский Н. предложил следовать методу физико-химических наук и исследовать живую клетку как идеализированную систему. Понимая, что против такого подхода можно выдвинуть возражение, что подобные системы не имеют ничего общего с живой клеткой и никакие заключения относительно них не могут быть автоматически перенесены на реальные системы, Рашевский напомнил: «Тем не менее, именно этот подход применяли и всегда применяют в физике. Физик занимается детальным математическим исследованием таких нереальных вещей, как «материальные точки», «абсолютно твердые тела», «идеальные жидкости» и т. п. В природе подобных вещей не существует. Однако же физик не только изучает их, но и применяет свои выводы к реальным вещам»[15]. Это дает, указывал Рашевский, практические результаты, поскольку в известных пределах реальные вещи имеют свойства, общие с воображаемыми идеальными объектами.
В 40-ых и 50-ых годах XX века в теоретической биологии продолжается развитие намеченных ранее программ. Наряду с математическими методами и системными исследованиями получают свое широкое распространение методы физического и химического анализа. До середины 1940-ых гг. биохимия развивается относительно независимо от генетики, изменение в направлении их тесного взаимодействия произошло после того, как биология перешла от белковой к нуклеиновой трактовке гена. Созданная Кольцовым Н.К. концепция матричного воспроизведения биологических макромолекул и другие его идеи, опубликованные в 20-е и 30-е годы, были развиты и распространены его учениками. Один из них – Н.В. Тимофеев-Ресовский оказал особенно существенное влияние на мировоззрение тогда еще молодых физиков, обратившихся к теоретической биологии, например, на Дельбрюка М.[16]. В 1944 г. под впечатлением этих идей Э.Шредингер написал свою знаменитую книгу «Что такое жизнь? С точки зрения физики»[17]. Шредингер подчеркнул важную роль, которую играют в биологических процессах сравнительно небольшие атомные структуры, не участвующие в тепловом движении, таким образом, в общей форме была поставлена проблема расшифровки генетического кода. Ученик Дельбрюка биолог Дж. Уотсон и физик Ф.Крик, испытавшие влияние книги Шредингера, установили структуру молекул ДНК (1953г.)[18]. Расшифровка в 1953 году строения молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты явилось началом в стремительном процессе формирования молекулярной биологии. Молекулярная биология как научная дисциплина была изначально ориентирована на познание природы явлений жизнедеятельности путем изучения биологических объектов и систем на уровне, приближающемся к молекулярному. Отличительной чертой молекулярной биологии стало то, что изучение явлений жизни происходит на неживых объектах или таких, которым присущи самые примитивные проявления жизни, например, изолированные клеточные ядра, митохондрии, рибосомы, хромосомы, вирусы, нуклеиновые кислоты, белки. Развитие молекулярной биологии привело к революционным преобразованиям биологии XX века. Энгельгардт В.А. отметил два внутренне связанных условия, определивших это революционизирующее воздействие: «С одной стороны, решающую роль сыграло обнаружение возможности изучения важнейших проявлений жизнедеятельности в простейших условиях, приближающихся к типу физических и химических экспериментов. С другой стороны имело место быстрое включение значительного числа представителей точных наук – физиков, химиков, кристаллографов, а затем и математиков – в разработку биологических проблем»[19].
Таким образом, можно констатировать, что к середине XX века подход исследователей к проблемам теоретизации биологического знания с четких логических позиций точного естествознания стал доминирующим. Наметились основные направления развития теоретической биологии: 1) физико-химическое; 2) эволюционное; 3) системное.
1.1.3. «Пик» теоретической биологии во второй половине XX века.
В истории теоретической биологии 1960-ые и 1970-ые годы многие исследователи оценивают как «пик» ее развития. Действительно, в этот период предпринимались решительные попытки в решении проблемы создания теоретической биологии. Дискуссия о теоретической биологии объединила самых разных специалистов, вышли коллективные работы и сборники, новые монографии и периодические издания («Журнал Теоретической биологии»).
В 1962 году в Йельском университете были прочитаны лекции по проблемам теоретической биологии крупнейшими специалистами, среди которых были Рашевский Н., Бернал Дж., Кастлер Г.. Эти лекции, а также ряд дискуссий были положены в основу книги «Теоретическая и математическая биология» (1965)[20]. Редакторы сборника Уотермэн Т.Г. и Моровиц Г.Дж. в предисловии отметили, что замысел состоял в том, «чтобы представить ряд материалов, показывающих, как использование адекватных теоретических и математических методов привело к существенным успехам во многих областях науки о жизни»[21]. Редакторы и авторы стремились достичь полного охвата проблемы и единства излагаемой точки зрения, но, как они сами признались, этого не удалось достигнуть. «Прежде всего, теоретическая и математическая биология пока еще не настолько хорошо определена и разработана, - писали редакторы, - чтобы стать общепризнанной, цельной и связанной областью науки»[22]. Из содержания сборника легко заметить, что развитие теоретической биологии мыслится по типу дедуктивных построений физики, и должно опираться на формальные методы. Цель всякой точной науки, как отмечал Уотермэн Т., разработать мощную систему основных конструктов такой глубины и широты, чтобы частные явления можно было объяснить дедуктивным путем как логические следствия небольшого числа фундаментальных принципов. В биологических науках гипотезы и теории Уотермэн поделил на две главные категории. В одной из них фактические данные объясняются на основе физических и химических законов, в другой являются биологическими и поэтому опираются на принципы адаптации, развития, наследственности и эволюции. Он полагал, что выход биологии из ее положения главным образом описательной, «корреляционной» дисциплины зависит от развития дедуктивных объяснений, но эти объяснения должны учитывать особую природу биологических систем. «Несомненно, элементарными объектами биологии являются физические и химические компоненты организмов – писал Уотермэн Т., - однако молекулярные и субмолекулярные единицы и фрагменты становятся биологически значимыми только тогда, когда они снова собраны воедино и рассматриваются в высокоорганизованном «контексте» живой системы»[23]. Исходя из того, что в историческом и в функциональном плане живые организмы обладают рядом общих функциональных особенностей организации и поведения, неизвестных в неживой природе, Уотермэн Т. сделал вывод о том, что окончательное научной объяснение жизни должно быть подлинно биологическим[24].
Общие принципы анализа систем разбирает в книге Кастлер Г., чье имя следует выделить специально, так как в своих исследованиях он одним из первых рассмотрел возможности применения теории информации в биологии, а также развивал системный подход[25].
В рассматриваемый период 60-ых – 70-ых годов получает новый импульс системная программа построения теоретической биологии. С развитием теории открытых систем (40 – 50 гг.) сформировалась общая теория систем, предложившая новый методологический подход к созданию теоретической биологии. Концепция «общей теории систем» возникла у Берталанфи как обобщение принципов теории открытых систем. Исходным пунктом при создании общей теории систем Берталанфи предложил считать организацию, как фундаментальный признак живого, а «главной задачей биологии должно стать открытие законов, действующих в биологических системах (на всех уровнях организации)»[26]. По замыслу Берталанфи, «общая теория систем» представляет собой выражение существенных изменений в понятийной картине мира: «Можно верить, что сами попытки обнаружить основания теоретической биологии указывают на фундаментальные изменения в картине мира»[27]. Механистическая картина мира сменилась пониманием мира как множества разнородных сфер реальности, связанных друг с другом, но не сводимых какой-то одной. Поэтому одной из основных задач «общей теории систем» Берталанфи провозгласил выявление изоморфизма законов, относящихся к различным сферам реальности с целью создания основы для синтеза знания, как в биологии, так и всего современного научного знания.
Следует подчеркнуть, что в рассматриваемый период, наряду с системным активно развивается информационный подход в теоретической биологии[28]. Полагали, что теория информации поможет разрешить узловые проблемы гуманитарных, естественных и технических наук. По мнению Седова А.Е., к этой позиции привели кризис механистического мировоззрения, всеобщая тяга к математизации науки, а также понимание того, что гуманитарные и естественные науки все еще не являются точными - в отличие от бурно прогрессировавшей теоретической физики и ее технических приложений. Биологи воспринимали шенноновскую теорию информации как путь к созданию теоретической биологии – столь же строгой и общезначимой, как теоретическая физика. Первоначально научный анализ понятия информации был связан с количественным параметром. Первыми работами в этом направлении считаются статьи Р. Хартли (1928 г.)[29] о равновероятных событиях и К. Шеннона (1948 г.)[30] о совокупностях событий с различными вероятностями.
Другим подходом к понятию информации явился кибернетический подход, охватывающий структуры и связи систем. В 1948 г. Винер Н. предложил информационное видение кибернетики как науки об управлении и связях в живых организмах, обществе и машинах (заметим, в один год с появление «Математической теории связи» Шеннона К. и Уивера У.)[31]. В конце XIX и начале XX в. математике стала усиленно развиваться теория динамических систем, возникшая на основе теории дифференциальных уравнений. Одним из фундаментальных положений этой теории явилось понятие «обратной связи» и формулирование принципа управления по отклонению фактического состояния управляемого объекта от заданного. Развитие теории информации и статистических методов исследования управляющих систем позволило Винеру Н. сформулировать ряд положений о единстве принципов управления в технических системах и живых организмах: было установлено наличие и большое значение обратной связи и управления по рассогласованию в биологических системах, а также информационный характер процессов регулирования и управления в биологии.
Онтологический статус информации понимается по-разному. Некоторые исследователи считают информацию свойством материи, другие признают ее существование только в системе управления в организме. В своей книге «Кибернетика» Н.Винер специально подчеркивал, что информация есть информация, а не вещество или энергия. Невещественность информации обуславливает целый ряд особенностей, общих для всех видов информации и связанных со свойствами ее носителей и кодируемых операторов: фиксируемость информации, ее инвариантность по отношению к носителям, транслируемость, изменчивость, бренность, содержательность, ценность, эффективность и др.[32] Важнейшая причина, побуждающая ратовать за информационный подход и использование теории информации заключается в том, что сама информация выступает в данном случае как фундаментальное свойство материального мира, вполне сопоставимое с такими понятиями как масса вещества и энергия (Ю.А. Шрейдер)[33].
Вместе с теорией информации в биологию (и не только) вошли такие понятия, как количество информации, кодирование и декодирование информации, пропускная способность канала информации и др. Вместе с кибернетикой в биологию вошли понятия обратной связи, регулирования, управления. Универсальность этих понятий привела к тому, что информационный подход начал широко применяться и к биологическим проблемам. Г. Моровиц констатирует: «Информационный аспект работ Шеннона и Винера приобрел в биологии особое значение»[34].
К середине 1950-х гг. теорией информации были “охвачены” разнообразные проблемы биологии: кодирование белков в ДНК, структурные изменения белков, проводимость нервов и мембран, работа иммунной системы, морфогенез клеточных органелл и модельных систем, разрушение белков и вымирание особей при старении и лучевых поражениях, зрительная перцепция, решение логических задач человеком В статье «Место теории информации в биологии» Кастлер писал: «Основные понятия теории информации – количества информации, шума, ограничений, избыточности – дают возможность ассоциировать точные (хотя и относительные) меры с такими понятиями, как форма, специфичность, структура, степень организованности и т.д. В 1963 г. объектами теоретико-информационного анализа стали также открытый к тому времени ДНК-белковый код, экологические модели, нейро- и психофизиологические феномены[35]. Таким образом, информационный подход продемонстрировал не только свою состоятельность, но предоставил новые возможности для построении теоретических моделей в биологии[36]. Со временем особое внимание в концепциях биологической информации стали обращать на семантическую составляющую, на понятие ценности информации (Кастлер, Волькенштейн).
В 1966 году прошел первый симпозиум по теоретической биологии, организованный по инициативе и под руководством Международного союза биологических наук. Всего за период с 1966 года по 1972 год состоялось четыре симпозиума и вышло четыре тома оригинальных статей под общим названием «На пути к теоретической биологии» («Towards a Theoretical Biology»). Идейным вдохновителем встреч и редактором этих работ был К. Уоддингтон[37]. Основной причиной этой встреч стал бурный рост биологических исследований со второй половины XX века. Применение методов физики, химии, математики, кибернетики к познанию живого повлекло за собой появлений новых научных отраслей на стыках между биологией и другими естественными науками, было получено много данных и сделаны новые открытия. Цель этих симпозиумов заключалась в том, чтобы прояснить общую картину развития биологического познания, наметить пути и найти основания для фундаментального синтеза, интеграции биологических знаний в целостное единство. «Именно сознание того, что такого единого целого не существует, - отмечал Уоддингтон,- что его создание представляет собой длительную и нелегкую задачу, и заставило провести международные симпозиумы по теоретической биологии»[38].
Одной из ведущих тем на первом симпозиуме стала тема развития молекулярной биологии и той роли, которую она может сыграть в построении теоретической биологии. В статье «Теоретическая биология и молекулярная биология» Уоддингтон К. задается вопросом: «нужна ли еще какая-нибудь «теоретическая биология» кроме той, что содержится или, как можно надеяться, будет вскоре содержаться во все расширяющихся рамках молекулярной биологии?».[39] Он полагал, что все проблемы биологии могут быть сформулированы, в конечном счете, в молекулярных терминах, но молекулярный язык ограничен уровнем элементарных единиц – молекулярная биология нуждалась в теории перехода от простого к сложному. Несмотря на свою близость к физике и химии, она не располагала данными, позволяющими построить теорию живой материи, обнимающую все уровни организации живого и процесс эволюции. Уоддингтон заметил, что «сами физические науки далеки от завершения, так что самый правоверный сторонник сводимости не сможет сказать биологам, к чему они должны свести свои живые системы»[40].
Физик Г. Патти также не разделил оптимизма молекулярных биологов, которые полагали, что биология объяснима в рамках обычных физических законов. Он утверждал, что если бы даже живая материя оказалась тождественная неживой при описании их на языке физики, это не означало бы полного понимания жизни в рамках физических законов[41]. Выделив способность к эволюции в качестве самого общего свойства живой материи, Г. Патти показал, что попытка дать определение наследственной передачи и естественного отбора на языке физики сталкивается с существенными трудностями. Так, передача по наследству осуществляется при участии кода и требует выбора из ряда альтернатив, а не просто проявления физических законов движения на ряд начальных условий. «Именно поэтому такие основные генетические понятия, как память, описание и код, нельзя выразить непосредственно в терминах элементарных физических законов»[42]. Чтобы создать «общую теорию биологии», отмечал Патти, следует досконально изучить противоречие между двумя основными допущениями: «живая и неживая формы материи подчиняются одним и тем же физическим законам» и «живая материя отличается от неживой лишь способностью к эволюции»[43].
В свою очередь Э. Майр, еще один из участников симпозиума, предложил, по сути, методологическое решение для преодоления трудности построения теоретического знания в биологии. Он выделил в биологии две отрасли – функциональную, которая ставит «ближайшие вопросы» и эволюционную, которая ставит «последние вопросы» полагая, что это «две в значительной мере самостоятельные области науки, различающиеся по методу, проблематике и основным концепциям»[44]. Майр Э. обращает внимание на то, что биологическое знание не может больше полностью находиться под влиянием какого-либо одного образца, оно должно включать не только понятия молекулярной биологии, физиологии, но и понятия эволюционной биологии, систематики и экологии. «Иными словами, то, что нам нужно, - писал Майр Э., - не связанная обязательствами биология, которая равно далеко отстоит как от витализма и других ненаучных идеологий, так и от физикалистского редукционизма, который не способен отдать справедливость специфическим биологическим явлениям и системам»[45].
В другой своей статье Уоддингтон К. «Основные биологические концепции» из первого тома «На пути к…», помимо изложения собственной теории фенотипов, затронул вопрос о роли биологии в философии, точнее о вкладе биологии в теорию познания и вопрос о том, являются ли этические ценности внутренне неизбежным продуктом материального мира[46]. Биология, как полагал Уоддингтон, «могла бы привлечь внимание к тому, что способность организма реагировать на факторы реального мира подвергалась действию естественного отбора и что вследствие этого организмы, как правило, способны реагировать на факторы, на которые им важно реагировать. Поэтому картина реального мира, которую они могут создать на основе своих реакций, будет картиной чего-то, что воистину реально в том смысле, что оно обусловливает выживание вида, к которому они принадлежат. Трудно представить, какой другой смысл можно было бы вложить в слово «реальный»»[47]. Уоддингтон ссылается на эпистемологический опыт квантовой механики, на Бора, Гейзенберга, Эддингтона. Он принимает позицию Бора и Гейзенберга, солидаризируясь с копенгагенцами в том, что наука всегда предполагает присутствие человека. И дальше, вступив в диалог с физикой, посредством конкретного контекста философии наблюдателя в квантовой механике, Уоддингтон делает то, что заранее назвал «обращением к языку». При этом Уоддингтон идет от фиксации относительности объективного языка физики в самой физике к пониманию языка как продукта биологической эволюции человека, как инструмента его выживания. Уже сама постановка этих вопросов косвенно свидетельствует, что Уоддингтон включает их в область теоретической биологии.
Следовательно, по мысли Уоддингтона, одной из задач теоретической биологии как общей теории жизни становится поиск объяснительных принципов или закономерностей перехода живого к сознательно живому, к возникновению языка.
В целях настоящей работы обратим внимание на рассуждения Уоддингтона К. о необходимости выделять в живом ценную или осмысленную информацию. «Насколько я могу понять, - писал Уоддингтон К., - никакая система передачи не может эффективно передавать информацию от передатчика к приемнику, если приемник не воспринимает сообщение как осмысленное. На химическом уровне эта проблема стоит не столь остро, хотя следует отметить, что бессмысленно вталкивать ДНК сперматозоида в яйцеклетку, если яйцеклетка не содержит полимераз, способных осуществлять процесс транскрипции, а также всех других механизмов, необходимых для синтеза специфических белков. Однако в тех случаях, когда информация передается в виде чистого символа (например, слова), вопросы о том 1) может ли приемник узнать, что передаваемые символы содержат информацию, и 2) обладает ли он механизмом для ее расшифровки, приобретают еще большее значение»[48]. Повторим заключение, сделанное Уоддингтоном в эпилоге финального тома «Towards a Theoretical Biology»: «Большинство биологических проблем, которые мы обсуждали, могут быть рассмотрены в терминах языковой и метаязыковой аналогии»[49].
Таким образом, Уоддингтон наметил новую, по отношению к физикализму, линию пути развития теоретической биологии. Он пытался найти интегративную перспективу, через обращение к смыслу информации, ее значению, для связывания в некое единство биологических явлений морфогенеза индивидуального организма, генетики, как особого рода нелинейного канала передачи наследственной информации, и эволюции живого как общего контекста.
В дальнейшем тесно сотрудничавший с Уоддингтоном и вовлеченный в работу симпозиумов математик Р. Том, придал математический смысл таким эмбриологическим понятиям как морфогенетическое поле и креод Уоддингтона. Для этого он использовал, разработанную им же самим, динамическую теорию морфогенеза. Свой метод Р. Том, согласно которо