Система методов биологического исследования

На вооружении современной науки о жизни находится целый арсенал разнообразных познавательных средств, отдельных методов исследования, образующих в своей логической и исторической взаимосвязи сложный диалектический комплекс, целостную систему, развитие которой определяет состояние и перспективы познания биологических объектов. Речь идет прежде всего о таких методах, как различные формы описания и классификации, сравнения, историческое рассмотрение объекта, его экспериментальное исследование, моделирование.

Изучение особенностей функционирования этих методов в их системе, философская интерпретация процессов взаимодействия отдельных методов, выяснение их логических оснований и связи с практикой — таков круг методологических проблем, которые, по-видимому, имеют существенное значение для определения «стратегии» биологического познания и которые будут рассмотрены в данной главе^[1].

1. Отдельные методы как компоненты логически и исторически развивающейся системы

Многие ошибочные заключения относительно характера современного биологического знания — как механистическое «переупрощение» проблем исследования живых систем, так и абсолютизация их качественной специфичности и пр. — связаны, как правило, с односторонней интерпретацией эвристических возможностей того или иного метода, его противопоставлением другим — традиционным и новым методам. Правильное построение теории биологического объекта предполагает диалектическое пони манде отдельных методов как сложных (но далеко не универсальных) компонентов логически и исторически развивающейся системы. В этом убеждает не только современная практика, но и опыт истории науки о жизни. Имеет смысл поэтому проследить (хотя бы в общем и, так сказать, «чистом» виде) логическую взаимосвязь и исторический генезис системы методов биологического исследования. Это позволит четче осознать роль и место того или иного метода в системе современного биологического знания.

Исходным пунктом научного пути, по которому движется биологическое исследование, и его основой является наблюдение. Оно может быть, как известно, простым (пассивно фиксирующим объект) и сложным, в ходе которого происходит изменение объекта и естественных условий его функционирования. Простое наблюдение, кроме того, дифференцируется на непосредственное и опосредованное, прямое и косвенное. Различия между ними играют весьма существенную роль в исследовании, влияя на его конечные результаты.

Наблюдение дает материал прежде всего для описания, которое также весьма многообразно как по форме, так и по содержанию. В биологическом исследовании используется, например, качественное и количественное описание, структурное, функциональное и генетическое, полное и неполное, эмпирическое и целенаправленное, научное и т. д. Научное описание тесно сопряжено с элементами вводимого в него сравнения, сопоставления и отбора фактов, т. е. с их определенным упорядочением, систематизацией. Последняя строится на основе принципов и правил логической классификации.

Научная классификация в биологии предполагает выбор признаков, служащих основанием распределения изучаемых объектов на некоторые группы (классы), не как нечто произвольное, случайное, но как то, что осуществляется в ходе познания существенных, закономерных связей и отношений, имеющих место в самой объективной действительности. Вычленение существенных признаков выступает, следовательно, и в качестве итога познания, и в качестве предпосылки научной классификации, служащей, одновременно, началом и основой нового исследования, нового цикла познания. Это диалектическое взаимодействие прочно цементирует сам научный фундамент исходного пункта биологического исследования.

Являясь логически исходным пунктом научного исследования, простое непосредственное наблюдение и описание и исторически выступали как эмпирическое начало познания живой природы. Лишь на известной стадии развития науки получают распространение тенденции к систематизации накопленных фактов и результатов их простого описания, делаются первые попытки биологической классификации — вначале искусственной, а затем естественной.

Хотя научное описание и даже в известном смысле классификация являются логически и исторически лишь исходным пунктом познания, необходимой предпосылкой биологического исследования (в узком значении этого слова), они активно функционируют и в качестве определенного итога исследования, в ходе которого используются самые различные методы и способы конкретного анализа имеющихся фактов, в первую очередь сравнение, сравнительный метод. Это отчетливо обнаруживается уже в процессе научного описания и весьма очевидным образом проявляется во всякой биологической классификации.

Как специфически логический прием сравнение пронизывает все другие методы биологического исследования. Вместе с тем в биологии оно давно уже выделилось и в виде особого метода, с помощью которого осуществляется качественное и количественное исследование формы и функций организмов. Применение сравнительного метода сыграло огромную, можно сказать, решающую роль в таких биологических дисциплинах, как сравнительная анатомия и морфология, сравнительная физиология и эмбриология, систематика и др. Это именно те науки, «которые достигли больших успехов лишь благодаря сравнению и установлению различий в сфере сравниваемых объектов и в которых сравнение приобретает общезначимый характер»^[2].

Сравнительное исследование имеет большое значение и в других областях современной биологии, которые развиваются как сугубо экспериментальные (генетика, биохимия и биофизика и др.). В сочетании с остальными методами и в условиях, когда эти методы строго научно ориентированы теорией, сравнительный метод может эффективно служить диалектическому пониманию биологических процессов.

Сравнительное исследование способствует познанию изменений объектов и тех относительно устойчивых тенденций, которые лежат в основе закономерности; оно дифференцирует знание об объекте и вычленяет его общие признаки (познание единичного, особенного и всеобщего); при посредстве сравнения осуществляется систематизация и классификация предметов и явлений природы. С помощью сравнительного метода в биологии становится возможным также гипотетическое установление причин изучаемых явлений; сравнение служит и в качестве одного из приемов доказательства полученного знания.

Конкретные способы сравнительного исследования, составляющие в своей совокупности и в сочетании с наиболее общими биологическими результатами их применения сравнительный метод в биологии, весьма многообразны. К их числу относятся в первую очередь традиционные, выявленные и изученные логикой в качестве так называемых методов индуктивного исследования причинных связей.

Путем сравнительного исследования устанавливается, например, некоторая общность морфологического строения высших растений и на этой основе делается вывод о том, что общие черты структуры данных организмов причинно обусловлены общностью их жизнедеятельности, в частности способов их питания. Выявление сходства, общего для данного класса явлений фактора оказывается в этих условиях эвристически эффективным и является, следовательно, формой исследования объекта.

В ходе сравнительного исследования широко применяется и другой, тесно связанный с первым, способ выявления различия в изучаемых объектах. Более надежным (и, вообще говоря, более распространенным в науке) оказывается способ совместного, соединенного выявления сходства и различия.

Весьма эффективным способом сравнительного исследования является вывод о причине изучаемого события на основании остатков, получающихся в результате сопоставления и вычитания известных причин, производящих определенное действие, из более общего комплекса, в который входит и еще неизвестная причина данного события. Причинные отношения сравнительное исследование в биологии устанавливает также путем выявления сопутствующих изменений в изучаемых объектах.

В процессе сравнительного биологического исследования весьма значительную роль играет способ умозаключения по аналогии- Выводы по аналогии, тесно примыкающие, но не совпадающие с процессами моделирования, разумеется, весьма проблематичны; они существенно зависят от того, насколько обоснованным является само сравнение предметов. Однако установление целого ряда аналогий в процессе биологического исследования оказало плодотворное влияние на развитие науки о жизни еще задолго до того, как с возникновением и прогрессом кибернетики были выявлены новые возможности, таящиеся в этом способе познания.

Оценивая в общей форме значение сравнительного метода исследования, отдельных его способов в разных областях биологической науки, можно сказать, что он в буквальном смысле этого слова вплетается в живую ткань всякой конкретной формы познания и одновременно играет большую самостоятельную роль в некоторых специальных биологических дисциплинах. Вместе с тем, сравнительный метод на определенной стадии исторического развития биологии явился своего рода катализатором, в значительной мере ускорившим прогресс биологического познания. Широкое применение сравнительного метода оказалось возможным, однако, лишь на основе той кропотливой и сложной работы, которая была проделана учеными в предшествующий период истории биологии. Лишь после накопления фактического материала в биологии, отмечал Ф. Энгельс, «стало возможным — и в то же время необходимым — применение сравнительного метода»^[3].

Сравнительные исследования, исторически подготовлявшие новый, научный взгляд на живую природу как динамическое, развивающееся целое, закономерно дифференцированное в зависимости от естественных условий генезиса составляющих его компонентов, интенсивно использовались в качестве главного инструмента познания почти во всех областях биологической науки додарвиновского периода.

Совершенствование техники и методики наблюдения и описания, использование сравнительного метода позволили биологической науке прошлого обнаружить ряд важнейших закономерностей живой природы, сформулировать некоторые принципы, многие из которых не потеряли своего значения и в наши дни. Это относится, в частности, к научной классификации органических форм и др. Одним из самых грандиозных научных обобщений, осуществленных с помощью сравнительного метода и на основе микроскопических наблюдений, является, конечно, клеточная теория. Разумеется, нельзя универсализировать значение сравнительного метода в создании клеточной теории, так как огромную и все возраставшую роль играли здесь и непосредственные экспериментальные исследования. Тем не менее решающим в ее становлении как теоретического синтеза этих исследований оказалось именно эффективное использование способов сравнительного анализа и обобщения.

Они способствовали бурному росту даже таких биологических дисциплин, которые свое подлинное развитие смогли получить лишь в условиях, когда в известном смысле на их основе стало возможным утверждение исторического подхода в понимании объекта этих дисциплин, исторического метода исследования, оказавшегося решающим в их становлении и дальнейшем прогрессе (биогеография, эмбриология, палеонтология и др.). Можно сказать, резюмируя, что сравнительный метод логически и закономерно привел эти научные дисциплины к такой стадии их развития, когда уже стало необходимым переосмысление полученного с его помощью теоретического и фактического материала в рамках нового, исторического метода.

Несмотря на имеющуюся принципиальную разницу между сравнительным методом исследования и историческим, последний гносеологически весьма тесным образом связан с первым по крайней мере одним общим звеном: и в том и в другом случае имеет место широкое использование разнообразных способов такой логической операции, как сравнение. Однако сравнение результатов наблюдения в историческом методе «включено» уже в несколько иную «систему координат», специфическим образом учитывающую фактор времени как необходимое условие роста и развития организмов. Сравнение имеет дело здесь уже не только с материалом наблюдения и описания развитых форм, но и с рассмотрением их генезиса.

Задача исторического исследования заключается в установлении ряда конкретных состояний изучаемого объекта, его исходного пункта и результата, движущих сил, самого механизма и условий процесса развития. Сравнение во времени, иначе говоря, сравнительное исследование предшествующих и последующих стадий развития объекта, позволяет воссоздать наглядную картину сложной цепи причин, ведущей к научному пониманию закономерностей живой природы. Рассмотрение генезиса изучаемого явления оказывается, следовательно, специфическим научным средством, с помощью которого достигается причинное объяснение этого явления.

В ходе исторических (в частности, филогенетических) исследований весьма отчетливо обнаруживается необходимость диалектического понимания развития, которое отнюдь не отрицает наличия промежуточных форм в становлении нового качества и известной (всегда весьма относительной) постепенности процесса, однако исключает его метафизическую трактовку в духе абсолютной непрерывности, без скачков, перерывов постепенности качественных преобразований биологических объектов.

Существенно важным моментом исследовательской работы с помощью исторического метода является и то, что объяснение строится здесь не просто на основе констатации и описания филогенетического процесса, но с учетом его движения от менее совершенного к более совершенному, исходя, следовательно, из понимания прогрессивного характера этого процесса. Соответственно, историческое исследование получает возможность дополнительно использовать разнообразные логические формы анализа, в частности процессы сведения и выведения, которые как раз и строятся на основе такого представления о развитии. Однако, разумеется, учитывая необычайную сложность и неоднозначность, нелинейность процесса развития, дело не может ограничиваться механическим «редуцированием» признаков высшей организации и «надстраиванием» низшей. Процесс воспроизведения исторического развития живых систем, их генезиса, хотя и фиксирует прежде всего и главным образом магистральные пути, основные этапы прогрессивной эволюции, но он по необходимости должен иметь в виду специфику «включения» развивающегося качества в новую систему органов, возникающие идиоадаптации и процессы дегенерации, тесно сопряженные с основным направлением эволюционного прогресса.

В ходе исторического (филогенетического) исследования огромное значение имеет предварительный анализ современной, развитой формы, генезис которой необходимо проследить. В процессе исторического исследования вообще наблюдается тесная взаимосвязь изучения современной структуры объекта и его генезиса. Исторический метод в биологии оказывается в этой связи весьма сложным образованием, включающим в себя ряд специфических форм, специальных методов исследования и синтетически объединяющим их в некоторое диалектическое целое — синтетический тройной метод филогенетического анализа (метод «тройного параллелизма»), опирающийся на данные палеонтологии, сравнительной анатомии взрослых форм и сравнительной эмбриологии, физиологический, биогеографический, генетический и др. методы.

В частности, генетические методы (в своем прикладном значении —для решения исторических, эволюционных проблем) приобретают особо важное значение именно сейчас, когда они органически включают в себя не только физиологические приемы исследования, но и физико-химические, математические. Успехи молекулярной генетики, широкое использование в изучении наследственности и ее изменчивости идей и методов кибернетики— все это способствует тому, что исторические аспекты исследования биологического объекта получают новые средства для своего наиболее точного разрешения. Исследование физико-химических механизмов наследственности и изменчивости на молекулярном уровне, расшифровка процессов, имеющих место в популяциях и видах, разумеется, существенно раздвинули границы познавательных возможностей исторического исследования.

Вместе с тем применение современных генетических методов в изучении исторического развития, филогенеза живых систем дает новый поток идей, новые дополнительные возможности и для решения основной задачи самой генетики.

Теоретико-познавательное значение и сфера применимости исторического метода существенно изменялись в процессе развития биологического познания. Прежде всего следует иметь в виду принципиальное отличие подхода к историческому методу с точки зрения современной науки от тех функций и положения, которые имел этот метод в определенный период развития биологии после революционного переворота, совершенного в ней Ч. Дарвином.

Исторический метод трактовался ранее в исключительно широком смысле. Позднее усиливались тенденции его ограничения, так сказать, «методологической специализации» исторического метода. В современных условиях историческое исследование, воспроизводящее процессы индивидуального и видового развития сложного живого объекта как определенной системы связей, — это лишь частный метод исследования.

Исторический метод дал возможность представить живые формы в динамике, объяснить сложные механизмы их приспособления к окружающей среде, их относительную целесообразность и пр. Значение исторического метода в истории биологии оказалось поистине революционным, так как с его помощью был преобразован сам фундамент науки, многие ее специальные разделы получили новое направление развития, а ряд из них был создан заново.

Всюду, где исследуемые процессы требуют своего рассмотрения в развитии, генезисе (а для исследований такого рода в биологической науке поистине неисчерпаемые возможности), исторический метод играет решающую роль?

Проникая в глубь сложнейших процессов жизни, биология стремится рассмотреть исторически не только морфологические, но и физиологические, биохимические и генетические проблемы. Современная научная теория эволюции встала на путь экспериментального, а не просто сравнительного исследования истории, генезиса живых систем и процессов их функционирования. Вместе с тем принцип развития, составляющий научную основу исторического метода, обращается не только в прошлое, но и служит исследованию процессов, протекающих в современных условиях.

В морфологии и физиологии применение принципа развития, исторического метода позволило понять и научно объяснить структуру и функции живых систем как результат приспособительного процесса, осуществляющегося на основе их сложнейших взаимодействий с окружающей средой и под контролем естественного отбора. В генетике, развивавшейся первоначально в некотором противопоставлении эволюционной концепции, исторический метод не только создает необходимые предпосылки для определения научных подходов к исследованию наследственности и изменчивости, но и помогает объяснить самую сущность этого сложного явления, понять, в частности, их как своеобразное приспособление живых систем в ходе их исторического развития, как концентрированный и соответствующим образом преобразованный поток информации, приобретенной ими в течение индивидуальной жизни и полученной от предков,— информации о воздействующих на живые системы факторах внешней среды, в которой протекало их историческое развитие.

Начавшийся еще со времен Дарвина процесс интенсивного применения исторических форм исследования в морфологии, физиологии, генетике и других биологических науках захватил ныне и такую сравнительно молодую научную дисциплину, как биохимия. В настоящее время в ее пределах интенсивно разрабатывается, например, эволюционная биохимия, изучающая (на основе комплексного использования экспериментального и исторического методов) проблемы развития обмена веществ в филогенезе живых систем; проводятся исследования химической эволюции организмов, основных этапов формирования отдельных звеньев и компонентов процесса ассимиляции и диссимиляции и т. п.

Однако, никоим образом не умаляя роли и значения исторического метода, надо сказать, что уже тогда, когда биологическая наука переживала как главное событие встречу с ним, начал интенсивно развиваться не менее важный процесс, который не был зафиксирован однозначно, а потому остался вначале в известном смысле недооцененным. Имеется в виду утверждение эксперимента в биологии. Собственно говоря, именно с тех пор, как биологическая наука начала становиться экспериментальной (это наиболее отчетливо проявилось примерно в конце прошлого столетия), познание тайн жизни двинулось вперед семимильными шагами и были очерчены общие контуры современных форм биологического исследования.

Экспериментальный метод имеет ряд принципиальных особенностей, которые превращают биологическое знание, полученное с его помощью, в строго доказательное, теоретически и практически наиболее эффективное.

Эксперимент — это прежде всего сложное наблюдение, характер которого определяется не только зависимостью от развивающихся технических средств, но и самой природой, спецификой взаимодействия между познающим субъектом и объектом наблюдения и познания. В отличие от простого (непосредственного или опосредованного, прямого или косвенного) наблюдения, фиксирующего изучаемые объекты такими, какими они были случайно или ib результате логически обоснованных предположений обнаружены и исследованы, эксперимент означает активное вмешательство человека в дела природы, целенаправленное испытание исследуемых объектов.

Активное, целенаправленное испытание и наблюдение результатов этого испытания достигаются в эксперименте с помощью целого комплекса разнообразных приемов и средств. Прежде всего — путем изоляции изучаемых явлений от нарушающих влияний. В итоге исследователь получает возможность рассматривать явления «при условиях, обеспечивающих ход процесса в чистом виде»^[4], т. е. наблюдать его наиболее типичные варианты, позволяющие с большой степенью достоверности судить о сущности изучаемых явлений.

Преимущество эксперимента состоит в его необычайной вариабильности; с его помощью исследователь может изучать явления в самых разнообразных условиях, по своему желанию варьировать эти условия, вводить в них новые факторы, усложняющие или упрощающие течение изучаемого процесса. Тем самым эксперимент позволяет планомерно создавать ситуации, которые трудно, либо попросту невозможно, наблюдать в естественных условиях. Путем планомерного варьирования условий исследователь добивается точного вывода относительно причин того или иного явления, причем точность вывода подтверждается возможностью воспроизведения этого явления в искусственно создаваемых условиях.

Биологический эксперимент путем варьирования условий позволяет не только весьма точно определять характер детерминирующих воздействий на исследуемый процесс, но и ускорять или замедлять и тем самым делать доступными для изучения процессы, которые в естественном состоянии протекают либо крайне медленно, либо слишком быстро, чтобы их можно было в достаточной мере полно фиксировать с помощью простого наблюдения.

Варьирование условий в экспериментальном биологическом исследовании дополняется варьированием объектов, зависящих от этих условий, их членением, выделением в них сторон, интересующих экспериментатора, и их изучением in vitro или in vivo. Целый ряд важных открытий в биологии был осуществлен именно тогда, когда экспериментаторы научились не просто варьировать объекты, но членить их и культивировать в искусственной среде вне организма. С этим во многом связан, например, прогресс в области цитологии и других специальных биологических дисциплинах.

Изоляция от нарушающих влияний, изучение процесса в «чистом виде» и его воспроизведение в варьируемых условиях, варьирование объектов, их членение, искусственное изменение естественной формы организмов, условий и скорости жизненных процессов — все это позволяет в рамках экспериментального метода целенаправленно исследовать самые интимнейшие процессы жизни, раскрывать ее наиболее сокровенные тайны. Огромным преимуществом эксперимента по сравнению с простым наблюдением является также то, что исследуемые явления и ситуации, в которых они исследуются, можно многократно повторять и, следовательно, основывать обобщения и выводы на большой серии наблюдений, исключающей случайные ошибки.

Эксперимент в биологии позволяет ставить изучаемое явление в строго контролируемые условия. Контролируемость и измеряемость процессов и условий их естественного протекания и экспериментального исследования — это то главное, что делает биологический эксперимент необходимой основой точного научного познания закономерностей живой природы. На этой основе биологическая наука стремится найти не только качественные характеристики закономерностей функционирования живых систем, но и их количественное, математическое выражение. Совершенствование биологического эксперимента и обусловливаемый им прогресс познания еще неразгаданных загадок жизни идет именно в этом направлении, по пути реализации именно этих исследовательских задач.

Экспериментальный метод современного биологического исследования имеет своеобразную и весьма сложную структуру. Следует различать в связи с этим эксперимент в узком смысле, т. е. непосредственную опытную работу с объектом, и эксперимент в широком значении этого понятия, рассматриваемый уже не только как особый способ наблюдения, но и как многосторонний метод исследования.

Для постановки опыта, эксперимента в узком смысле, необходимы какие-то предварительные знания об изучаемом явлении и условиях, в которых оно нормально возникает и функционирует. Дальнейшим шагом по пути экспериментального исследования, познания сущности того или иного явления оказывается построение гипотезы, логически и фактически обоснованного предположения, последующая разработка ряда следствий, вытекающих из этого предположения, и их сопоставление с данными наблюдения. В итоге гипотеза приобретает научный характер, и с ней можно работать в ходе непосредственного экспериментирования.

Ориентируясь на предварительные знания и выработанную на этой основе, а также в результате предшествующего теоретического анализа фактов наблюдения научную гипотезу, исследователь программирует опыт или серию опытов, определяет наиболее целесообразные и доказательные условия, при которых был бы возможен опыт, характер их необходимого варьирования с учетом особенностей объекта непосредственного экспериментирования, материальный (технический) инструментарий и методику этого экспериментирования, в ходе которого подвергается испытанию знание, заключенное в гипотезе.

Осуществляемые в итоге всей этой сложной предварительной исследовательской работы эксперименты (в узком смысле) имеют дело уже не просто с предметами природы как таковыми, но с теоретически и фактически расчлененными объектами исследования, предстающими перед экспериментатором в «чистом виде», определенными изолированными сторонами, в которых наиболее отчетливо обнаруживаются процессы и явления, подлежащие изучению.

Заключительным звеном экспериментального исследования является теоретическое осмысление и обобщение результатов непосредственного экспериментирования. В ходе теоретического обобщения исследуемый объект как бы восстанавливается во всей его конкретности и многообразии связей отдельных сторон, выделенных в эксперименте в «чистом виде», искусственно изолированных и расчлененных. Обобщение данных эксперимента, их соотнесение с исходными предположениями создает основу для последующих теоретических и экспериментальных исследований, ведущих к установлению научных законов, объясняющих явления природы и служащих практическим потребностям людей.

Анализ структуры экспериментального метода показывает полную бессмысленность его противопоставления теории. Эксперимент и теория, чувственный и рациональный моменты познания, эмпирическое и логическое — все это находится в диалектическом единстве в конкретном биологическом исследовании, широко использующем экспериментальный метод как главный метод современной науки.

Биологический эксперимент имеет несколько основ’ ных видов, отчасти совпадающих с его специальными модификациями в отдельных дисциплинах. Он претерпел весьма существенную эволюцию с момента его интенсивного внедрения в биологию. Этапы этой эволюции в определенной мере соответствуют возникновению и развитию какого-либо нового вида эксперимента.

На исторически ранних стадиях экспериментального биологического исследования доминировал физиологический анализ жизненных форм и процессов. Позднее стали развиваться экспериментально-морфологические подходы, генетический эксперимент и др. Новые пути в экспериментальном исследовании были открыты в связи с физико-химическими исследованиями живых систем.

Существенно важным преимуществом современного физико-химического эксперимента в биологии является то, что с его помощью удалось углубить познание организации (морфологии) живого до мельчайших составляющих единиц клетки, субмикроскопических (надмолекулярных и молекулярных) структур. С помощью этого вида эксперимента в современной биологии установлена морфологическая и биохимическая разнокачественность микро- и макроструктур клетки, открыты сложные многоэнзимные системы, определяющие протекание обменных процессов. Определены молекулярный вес многих белков, последовательность расположения отдельных аминокислотных остатков в молекулах некоторых белков и т. д. Огромные успехи достигнуты в изучении особенностей строения и свойств нуклеиновых кислот (РНК и ДНК) и их роли в обменных процессах.

В области морфологии и биохимии живой клетки, благодаря новейшим микроскопическим и др. средствам наблюдения и методам исследования, в последнее время сделан ряд выдающихся открытий, касающихся, в частности, организации содержащихся в цитоплазме растительных клеток пластид (хлоропластов, лейкопластов и хромопластов), а также таких структурных элементов цитоплазмы почти всех клеток, как митохондрии, микросомы и пр.

Поразительные результаты дало физико-химическое исследование ядра клетки. После того как было обнаружено, что в ядерном аппарате клетки существенные функции выполняются ДНК хромосомных нуклеопротеидов, исследователи сосредоточили свое внимание на выяснении строения ДНК, изучении роли ядра, нуклеиновых кислот и связанных с ними структур в клеточном делении и синтезе белка, на физико-химической расшифровке механизма воспроизведения. Это привело к тому, что генетика, использовавшая ранее в основном специфически модифицированные формы физиологического эксперимента, встала на путь физико-химического анализа процессов наследственности и изменчивости — анализа, осуществляемого на субклеточном и молекулярном уровнях.

Следует подчеркнуть, что физико-химический эксперимент не только в сугубо специальном, но и в методологическом плане не представляет собой какой-то «противоположности» известным ранее способам исследования (в том числе и экспериментального). Кроме того, он не является и формой механистического «сведения» живых систем к составляющим их физико-химическим компонентам, хотя такая опасность должна постоянно иметься в виду. В своем развитии этот вид эксперимента методологически ориентирован на исследование специфических особенностей строения живых систем и процессов их жизнедеятельности на качественно ином, по сравнению с исторически предшествующим этапом их изучения, уровне. Последнее относится к характеристике не только объекта (переход к молекулярному уровню), но и самого исследования, которое, привлекая методы смежных наук, становится более точным и разносторонним.

Конечно, нужно учитывать, что физико-химический эксперимент еще только начал применяться в современной биологии. Ему предстоит пройти долгий путь совершенствования. Нужно отметить, что уже сейчас в физико-химическом эксперименте развиваются тенденции к органическому синтезу физических и химических подходов в едином комплексе; обнаруживаются разные направления, различные способы ‘исследования.

Изучение субмикроскопических структур и процессов живой клетки существенно продвинулось вперед прежде всего с помощью аналитических экспериментов, связанных с разрушением целого и исследованием свойств выделенных фрагментов in vitro. Наряду с таким аналитическим подходом, в современной биологии все более и более прикладывают себе дорогу новые способы физико-химического эксперимента — целостное изучение биологических процессов in vivo. Прижизненный эксперимент стал возможен в результате дальнейшего развития техники и методики электронной микроскопии, он тесно связан с успехами ядерной физики, давшей в руки биологов-экспериментаторов, в частности, метод изотопных индикаторов (меченых атомов). В этом же направлении идет разработка и других способов прижизненного исследования (парамагнитный резонанс, молекулярная спектроскопия и т. д.), которые наряду с применением меченых соединений позволяют существенно продвинуться вперед в познании интимнейших процессов живого, нормально функционирующего организма.

Интенсивное использование разных вариантов физико-химических методов исследования в современной биологии тесно сопряжено с повышением роли математики. Математические методы в биологии в настоящее время являются предметом особого интереса со стороны биологов по крайней мере в двух отношениях: во-первых, они оказываются необходимым инструментом в процессе обработки многообразных данных эксперимента, который в связи с проникновением в глубинные основы жизни имеет дело со все более расширяющимся и усложняющимся количеством компонентов, подлежащих строгому учету, гарантирующему достоверность и точность получаемых выводов. Во-вторых, математические методы могут использоваться не только в качестве составной части экспериментального метода в широком смысле (для измерения и пр.), не только для описания и систематизации фактов простого наблюдения и экспериментов, но и как самостоятельное орудие исследования биологических процессов.

В современной биологии весьма значительное применение получили уже многие математические методы. Это относится, в частности, к методам математической статистики, теории вероятности. Использование этих методов особенно эффективным оказывается, например, в генетике и других областях биологической науки, где исследователь имеет дело со статистическими закономерностями и должен учитывать массу переменных величин, объективно случайных событий, не укладывающихся в рамки «твердого», однозначного причинно-следственного отношения. Закономерности функционального порядка, с которыми биологу приходится сталкиваться сплошь и рядом, получают для своего анализа такие совершенные математические орудия, как методы дифференциального и интегрального исчисления и т. д.

Особенно большие возможности для применения математических методов в современной биологии открылись в связи с развитием кибернетики. Речь идет не только о том, что использование современных электронных вычислительных машин (с учетом перспективы их совершенствования) производит в буквальном смысле слова переворот в самом характере опытного дела. Ведь известно, что именно с их помощью в настоящее время удается быстро осуществить количественный анализ и сортировку многочисленных данных физико-химического эксперимента, исследований тонких структур и биохимических функций живых систем на молекулярном уровне. Речь идет также и о том, что математический аппарат кибернетики, использование теории информации в биологии приводит к радикальным сдвигам в этой области научного познания.

Хотя экспериментальный метод составляет основу основ современного биологического исследования, все же во многих случаях его прямое использование в анализе сложных живых систем весьма затруднено. Эти затруднения все более и более снимаются по мере развития техники и методики экспериментирования, однако они вновь, но уже на новом уровне возникают в качестве преград на пути научного познания. Преодоление многих этих трудностей стало возможным с помощью нового (тесно связанного), но не совпадающего с экспериментом) метода — моделирования биологических систем и процессов.

Моделирование, означающее материальное или мысленное имитирование реально существующей (натуральной) системы путем создания специальных аналогов (моделей), в которых воспроизводятся принципы организации и функционирования этой системы, является результатом развития интеграционных тенденций в современной науке, плодотворного взаимодействия биологии, техники и математики. Принципиально важным является то, что модели выступают в качестве «эвристических заместителей» исследуемых объектов, они лишь условно адекватны им.

Опосредованный характер этой формы биологического исследования (экспериментирование — в ходе материального моделирования — не на самом объекте, а на его «эвристическом заместителе») открывает дополнительные возможности для научного познания, но одновременно делает само исследование более сложным, требует дополнительных экспериментальных и теоретических исследований, «корректировки» при переносе знания с модели на биологический объект и т. п. Последнее в особенности относится к мысленному, идеальному моделированию, тесно связанному, в частности, с применением логико-математических методов в биологии. Развитие этих новых форм научного познания живых систем, может быть, больше, чем что-либо другое, характеризует самую специфику современной биологии в методологическом плане.

Широкое применение в биологии получает кибернетическое моделирование. Кибернетические модели со все возрастающим успехом используются ныне в исследовании биологических систем и процессов, рассматриваемых на самых различных уровнях — молекулярном, клеточном, на уровне организмов и их совокупности.

Кибернетическое системное моделирование дает уже сейчас определенный эвристический эффект в исследовании механизмов белкового синтеза, процессов внутриклеточной ауторегуляции и самовоспроизведения, проблемы наследственности и изменчивости, в математическом изучении (на основе теории информации) эволюционных проблем и т. д.

Кибернетическое моделирование в биологии практически лишь начинает делать первые шаги. Именно поэтому столько неясностей, неоправданных преувеличений, а порой и непредусмотрительного, излишнего скептицизма содержится и открыто проявляется в этой области. Все это, однако, ни в коей мере не подрывает уверенности в перспективности исследования проблем кибернетического моделирования живых систем, а лишь свидетельствует об их трудности, о необходимости их разностороннего обсуждения (в том числе и с методологической точки зрения), выявления действительных возможностей моделирования и его (определяемых гносеологической природой этого метода) познавательных пределов.

Моделирование — это особый метод биологического исследования, который самым непосредственным образом связан со спецификой современной биологии. С его помощью биология может использовать все то, что накоплено другими, более развитыми науками как в области экспериментально-технической, так и методологической и теоретической. Метод моделирования позволяет поднять биологическое исследование на новый уровень — перейти от аналитического изучения отдельных форм, функций и процессов к синтетическому познанию целостных систем, принципов и конкретных механизмов функционирования этих систем.

Нужно сказать, что вообще в связи с кибернетическим моделированием, а также в известном смысле и независимо от него в современной биологии все более и более утверждаются и углубляются структурно-системные подходы, точное исследование живых объектов в их органической целостности. Структурно-системный подход — это такой логико-биологический способ анализа развитого организма и его генезиса, который образует специфическую совокупность познавательных средств, отличную от традиционных методов. Представление о системности органических форм и процессов существует как результат развития биологического познания и выступает в виде методологического принципа исследования, подобно тому как это имеет место в связи с использованием принципа причинности. Однако системный подход в известном смысле исключает анализ причинных отношений, и соответственно можно говорить о раздельно существующих причинных и структурно-системных методах.

Структурно-системный подход является результатом «преодоления» в ходе развития биологического познания традиционно существовавшего разрыва между понятиями формы и функции живых систем. В нем эти системы выступают в единстве их формы и функции. И, таким образом, структурой и системностью обладают не только статические, но и динамические стороны организмов.

Значит, структурно-системный подход — это нечто новое в понимании объекта, новое содержание знания, которое методологически «обращается» как принцип исследования, новый подход. В особенности очевидно это становится при рассмотрении структурно-системного метода в его логических аспектах.

Такова в общих чертах система методов современного биологического исследования. Уже ее, так сказать, расчлененное рассмотрение показывает, как тесно связаны между собой отдельные методы и как важно глубокое осознание этой связи.

Проблема вообще заключается не в альтернативном выборе одного из этих методов и его универсализации, а в изучении конкретных механизмов, делающих возможным органическое сочетание различных способов исследования живых систем с другими методами и теоретической интерпретацией.

2. Особенности функционирования методов в их целостной системе

Вопрос о том, что методы биологического исследования образуют некоторое единство, не допускающее универсализации и противопоставления отдельных из них, в общем виде кажется бесспорным. Тем не менее история биологии и ее современная фаза развития дают немало свидетельств противоположного характера.

Чем объясняется появление метафизических в своей основе концепций противопоставления и универсализации отдельных методов биологического исследования? Простой ссылкой на ложность или непоследовательность исходных методологических позиций того или иного ученого или даже целой школы и направления в биологии здесь ограничиться нельзя, хотя, конечно, эти позиции имеют зачастую решающее значение. Дело в том, что исторически процесс развития биологического познания осуществляется под сильным воздействием своеобразного «разделения труда», которое, как и в других отраслях науки, приводит к узкой специализации, известной изоляции отдельных дисциплин, что и создает определенную почву для появления тенденций универсализации и противопоставления методов биологии, их недиалектического понимания. Это, так сказать, гносеологические корни подобных тенденций. Они тесно связаны, следовательно, с реальными процессами, имеющими место в биологическом познании. Но как раз сами эти процессы и представляют одновременно убедительные доказательства ложности такого рода тенденций, делают необходимым понимание и использование отдельных методов биологии в их диалектическом единстве.

Объективная необходимость единства частных и специальных методов определяется тем, что каждый из них берет лишь отдельные стороны, вскрывает отдельные закономерности, которые лишь в совокупности научно «воспроизводят» целостный объект биологического исследования.

Все дело заключается, следовательно, в том, что ни один из имеющихся в распоряжении современной биологии методов изолированно, вне связи с другими не может дать исчерпывающих результатов в исследовании многосторонних явлений и процессов, присущих живым системам. Отсюда и возникает тенденция, которую мы называем «взаимной дополнительностью» отдельных методов. Она обусловлена, кроме всего прочего, тем, что каждый из методов имеет определенные пределы своих познавательных возможностей, которые зависят от особенностей их гносеологической природы. Правда, эти пределы не являются раз и навсегда данными: они изменяются по мере развития науки, совершенствования техники и методики исследования, однако это не делает какой-либо один из методов биологии универсальным, пригодным во всех случаях и для изучения любого явления или процесса органической жизни.

Единство методов биологического исследования обнаруживается не только в форме их «взаимной дополнительности». Оно выражается также в их определенной логической взаимосвязи, отражающей общее направление движения биологического познания от явления к сущности живых систем.

С методологической точки зрения представляет интерес то обстоятельство, что эта логическая последовательность, взаимосвязь методов биологического исследования в известном смысле совпадает и с их историческим генезисом. Здесь обнаруживается, следовательно, единство исторического и логического. «В логике, — отмечал В. И. Ленин, — история мысли должна, в общем и целом, совпадать с законами мышления»^[5]. Эта глубокая диалектическая закономерность, обоснованная марксистско- ленинской гносеологией, подтверждается и на примере развития методов биологического исследования. Конечно, логическая и историческая взаимосвязь (единство) методов биологического исследования, совпадение логического и исторического путей биологического познания имеет место лишь в строго определенных пределах. Именно — речь идет об общих тенденциях, общем направлении процесса познания.

Рассмотрение логической и исторической взаимосвязи, единства методов биологического исследования не может создать цельного представления о закономерностях их функционирования, если при этом не учитываются процессы взаимодействия отдельных методов. Именно как определенным образом взаимодействующие между собой компоненты методы биологии образуют некоторое системное целое, или просто систему. Эта система методов биологического исследования характеризуется рядом присущих всякой целостной системе особенностей взаимоотношений между составляющими ее компонентами.

Прежде всего необходимо обратить внимание на процессы субординации отдельных методов. Эти процессы существенно отличаются от «взаимной дополнительности» методов, которая означает, что внутри определенного единства, системного целого наблюдается координация частей (отдельных методов), выполняющих в силу специфичности своей природы различную роль в биологическом познании. Субординация характеризует более глубокие процессы взаимодействия методов внутри системного целого — их взаимовлияние, зависимость от целого и пр./^Соответственно, само это целое предстает уже как некоторая подвижная структура, диалектическое целое, т. е. исторически возникшая, развивающаяся и весьма сложно функционально расчлененная система связей и процессов, взаимовлияющих друг на друга.

Система методов биологии не только не является механической суммой неизменных компонентов, но внутри нее не имеет места и простая равнозначность этих компонентов. Таким образом, процессы субординации проявляются и в другой форме — в виде определенной зависимости методов от одного, доминирующего в системе метода, образующего своеобразный «стержень», основу этой системы. Доминирование — это такое явление, без анализа которого невозможно понять существо многих процессов взаимодействия и объяснить также причины универсализации и противопоставления отдельных методов биологического исследования.

Рассматривая доминирование отдельных методов в специальных биологических дисциплинах под углом зрения процессов субординации взаимодействующих компонентов внутри их целостной, функционально расчлененной системы, можно сказать, что это явление означает своеобразную «адаптированную соподчиненность» отдельных методов, т. е. их определенное приспособление для наиболее эффективного изучения тех сторон биологического объекта, которые выступают в качестве предмета той или иной специальной дисциплины. Существует, однако, и более общая форма субординации отдельных методов, которую необходимо отметить особо.

Если взять современную биологию, то можно довольно определенно констатировать, в частности, что ее основные методы исследования в общем и целом группируются вокруг некоторой основы, своего рода центра системы, которым оказывается экспериментальный метод.

Разнообразные способы описания и классификации, сравнительный и даже исторический методы, наконец, моделирование — все они так или иначе подчинены основным задачам, которые выполняются современной биологией с помощью экспериментальных исследований, выступающих в тесной связи с теоретическим анализом и синтезом научных фактов. (Разумеется, нельзя на этом основании универсализировать экспериментальный метод и перечеркивать все познавательное значение других методов. Нужно иметь в виду, что и сам по себе эксперимент не обладает «абсолютным захватом» в решении многих биологических проблем. Правда, современный экспериментальный метод еще недостаточно разработан во многих своих биологических применениях: он непрерывно развивается и совершенствуется по этой линии. Будущее покажет, каковы его действительные возможности в исследовании многих биологических проблем, разрабатываемых ныне еще в некотором отрыве от строго контролируемого эксперимента.

Было бы неправильным, однако, сводить процессы субординации лишь к воздействию на другие методы эксперимента, лишь к энергичной экспансии различных его видов во многие специальные биологические дисциплины, хотя, разумеется, именно это составляет характерную черту процессов субординации в целом. Другие методы биологического исследования также получают, порой неожиданные, применения в некоторых специальных дисциплинах, которые до этого развивались (как это имело место, например, в физиологии, биохимии, генетике и др.) в условиях преимущественного, а порой почти исключительного использования экспериментального метода. Это означает, что они также оказывают определенное влияние на систему методов биологии и, в том числе, на ее своеобразный центр — эксперимент. Следовательно, внутри системы имеет место взаимовлияние отдельных методов, характерное для взаимоотношений между компонентами всякого органического, функционально расчлененного целого. Это отчетливо видно на примере исторического метода, который со времени Дарвина претерпел весьма значительную эволюцию. Традиционно этот метод биологического исследования основывался почти исключительно на данных простого наблюдения и сравнения генезиса организмов и, соответственно, он трактовался как, главным образом, сравнительно-исторический. Но по мере того как открывались новые формы его применения — в физиологии, генетике, наконец, в биохимии и др., — этот метод стал теснее объединяться с экспериментом, что привело к постепенному складыванию экспериментально-исторических способов биологического исследования. Таким же преобразованиям подвергся и сравнительный метод, бывший некогда «характеристическим», по выражению К. А. Тимирязева, для биологии.

Итак, следовательно, новые пути научного познания живых систем, новые методы — физико-химический эксперимент, математические методы, разнообразные формы моделирования — не просто «дополняют» традиционные способы биологического исследования, но и существенно преобразовывают их, изменяя всю систему методов биологии. Тем самым речь идет уже не о каких-то локальных явлениях, а об изменении характера биологической науки в целом. Развитие новых методов привело к появлению целой группы новых специальных дисциплин, к углублению процесса дифференциации биологического знания. Характерно, что эти дисциплины (биохимия, биофизика, радиобиология и др.) возникают уже главным образом в зависимости от методов исследования, а не путем структурно-функционального членения объекта науки, как это было в прошлом.

Расширение фронта биологического познания идет рука об руку с усилением его интеграции, более тесным взаимодействием отдельных биологических и небиологических дисциплин и их методов. Это — одна из характернейших черт развития современной науки.

Многосторонняя зависимость отдельных методов друг от друга дополняется зависимостью каждого из них от системы в целом. Иначе говоря, на отдельные методы биологического исследования оказывают влияние процессы, которые возникают в результате взаимодействия этих методов внутри их целостной системы. В итоге получается, что функционирование того или иного метода существенно обусловлено также и тем, как он «включен» в данный момент в систему и как последняя расчленяется в ходе исследования.

Для современной стадии биологического познания характерно прежде всего усиление взаимодействия отдельных методов, осуществляющееся в условиях их радикальной перестройки, повышение удельного веса и роли эксперимента, логико-математических способов исследования живых систем. Биологическое познание становится, с одной стороны, все более тонко специализированным, а с другой — постоянно стремится к охвату явлений, имеющих максимально общее значение, стремится выявить закономерности, составляющие основу функционирования живых систем. Короче говоря, в современной биологии осуществляются противоположные, но диалектически взаимосвязанные процессы дифференциации и интеграции.

Какие последствия — в методологическом плане — вызывают эти процессы и как они соотносятся с изменениями, происходящими в системе методов биологического исследования? Если попытаться коротко ответить на этот вопрос, то можно сказать, что они способствуют ликвидации разобщенности наук о природе и отдельных специальных дисциплин внутри биологической науки, стиранию жестких разграничительных линий между ними, возникновению новых дисциплин на стыке биологии и других наук —химии, физики, математики и пр. С этим связано обогащение системы методов биологического исследования новыми подходами и средствами познания, проникающими в нее (в первую очередь в результате совершенствования и развития эксперимента) из смежных с биологией наук, небывалое расширение ее познавательных возможностей, границ применения и точности получаемых результатов. Проникая в Риологию, эти методы не просто приспосабливаются к специфическим условиям и формам научного исследования живых объектов, но становятся органической частью целостной системы методов биологии.

Для правильного понимания и адекватной методологической оценки этих процессов наиболее существенным является то обстоятельство, что в наше время биологическое познание (прежде всего его экспериментальные виды) подверглось революционному преобразованию, аналогичному тому, которое было совершено в физике на рубеже XIX и XX вв. Подобно тому как в физике, наряду с изучением макроскопических тел и процессов, стали подвергаться научному анализу атомно-молекулярные, внутриатомные явления и, таким образом, в тесной связи с классической физикой (макрофизикой) начала бурно развиваться новая физика (микрофизика), в современной биологии совершился переход к исследованию микропроцессов жизни, к рассмотрению биологических систем и процессов на молекулярном уровне. На стыке между молекулярной физикой, органической химией и биологией возникла новая научная дисциплина — молекулярная биология.

Молекулярная биология отражает важнейшую тенденцию современного научного познания, заключающуюся в том, что процессы природы начинают изучаться в своих элементарных, первоосновных проявлениях. Реализация этой тенденции тесно сопряжена с объединением в сложный комплекс как методов смежных с биологией наук, так и развивающихся (применительно к новому объекту и под влиянием химических, физических, математических и пр. подходов и способов познания) традиционных методов биологического исследования; она сопровождается не только усилением взаимодействия отдельных методов научного исследования внутри их целостной системы, но и необычайным расширением круга взаимодействующих элементов (отдельных методов). Молекулярная биология широко использует, как известно, идеи и методы органической химии, изучающей химическое строение и функции белков и нуклеиновых кислот, биохимии, молекулярной физики, физической химии полимерных соединений, спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, кибернетики, цитологии, генетики, микробиологии и вирусологии.

Столь широкое объединение, целенаправленная концентрация многих небиологических и биологических научных дисциплин и их методов на одном участке общего фронта биологического познания оказалась необычайно эффективной. За короткое время молекулярной биологией был сделан ряд выдающихся открытий — прежде всего в изучении структуры и функций белков и нуклеиновых кислот, механизма синтеза белка и т. д. Биологическое познание сделало тем самым новые значительные шаги в разгадке сущности жизни. Дальнейшие успехи в изучении элементарных процессов жизнедеятельности — микропроцессов живых систем — будут связаны, по мнению некоторых ученых, с рассмотрением этих процессов не только на молекулярном, но и субмолекулярном и субатомном уровнях, с применением квантово-механических подходов и методов.

В связи с этим необходимо подчеркнуть, что в современной биологической науке изменяется сам принцип, на основе которого совершаются процессы дифференциации и интеграции. На первый план все более и более выдвигается принцип структурных уровней живых систем. Реализация этого принципа влечет за собой существенные сдвиги в системе методов биологического исследования, перестраивает те формы, в которые облекается ее функционирование (имеются в виду, в частности, процессы субординации и доминирования отдельных методов, их взаимовлияние и пр.) в специальных биологических дисциплинах.

Уже отмечались некоторые новые методологические процессы, связанные с выходом биологического познания на молекулярный уровень. Однако, разумеется, еще в большей степени эти процессы зависят от исследований на других, более высоких уровнях организации живых систем. К их числу (в известной «иерархической» зависимости) можно отнести клеточный уровень, организменный, уровень сообщества организмов. Эти структурные уровни в свою очередь также делятся на ряд более мелких единиц.

Каждый из этих уровней живых систем выделяется не произвольно: они характеризуются качественно отличными друг от друга (разумеется, в пределах одной биологической формы движения материи) признаками и объективно представляют собой своеобразные формы существования живых систем, «узловые пункты» их развития. Кроме того, эти структурные уровни связаны с особым способом организации, специфическим типом целостности живых систем; на каждом из них имеются свои особые механизмы регуляции.

Соответственно этим различиям система методов биологии на разных уровнях живой природы функционирует по-разному, а осуществляющиеся в ней процессы взаимодействия отдельных методов модифицируются применительно к особенностям объекта исследования. Например, на молекулярном и клеточном уровнях происходит доминирование физико-химического эксперимента, тогда как на более высоких уровнях живых систем наибольшее применение получают другие его виды (физиологический эксперимент, генетический и т. п.). Использование того или иного метода осуществляется, однако, не только в зависимости от уровня, на котором рассматриваются биологические явления, но и от аспекта самого рассмотрения — на разных уровнях возможен, скажем, математический или кибернетический и т. п. подход к исследуемым живым системам.

Развитие биологического познания, все более отчетливо принимающего новые формы, связанные, в частности, с процессами дифференциации и интеграции на основе принципа структурных уровней, определяет тем самым перспективы и для системы методов биологического исследования. По-видимому, ее основные изменения будут подчиняться именно этим новым формам биологической науки. Кроме того, как об этом можно судить по процессам, обнаруживающимся уже сегодня, в системе методов биологии все более ощутимо будет усиливаться познавательное значение не только эмпирически-экспериментальных, но и математических, а также общетеоретических и логических подходов и методов исследования. Анализ последних требует, однако, особого рассмотрения.

3. Логические основания системы методов и их доказательность

Исследовательское функционирование системы методов биологии весьма существенно зависит от тех логических оснований, которые имеют отдельные методы. Этим во многом определяется вообще эффективность их применения, характер знания (в плане его достоверности, доказательности), получаемого с их помощью.

Здесь имеются в виду прежде всего такие известные логические процессы, как индукция и дедукция, анализ и синтез, построение гипотез и аксиоматизация биологического знания.

Известно, что сравнительный и сравнительно-исторический методы опираются на так называемую генерализирующую индукцию; ее выводы воспринимаются как правила большой вероятности, достоверность которых не может быть доказана точно в рамках этой формы мышления и на основе лишь методов сравнения. Иначе дело обстоит с экспериментальным методом, логической основой которого выступает точная индукция. Последняя специфическим образом включает в себя дедуктивные моменты, логический и экспериментальный анализ единичного случая. В системе методов биологического исследования наблюдается диалектическое единство индукции и дедукции.

Процессы анализа и синтеза — это другое (по сравнению с индукцией и дедукцией) выражение специфических черт единого процесса исследования в биологии. В биологическом исследовании, имеющем дело со сложным органическим целым, процессы анализа и синтеза осуществляются в своих высших формах, в которых проявляются многосторонние взаимодействия, строгая (но не однозначная) субординированность компонентов, расчленяемых и затем соединяемых в эксперименте и мышлении. При этом аналитико-синтетическая деятельность биологического познания в своих конкретных проявлениях (в частности, в отдельных методах исследования) и на разных этапах исторического развития биологии специфически модифицируется: на первый план могут выдвигаться как задачи анализа, так и синтеза.

В сущности каждый из методов биологии может быть использован не только с целью осуществления анализа, но и в своей синтетической функции. Поэтому всякое одностороннее и не оправданное методологически акцентирование, например, на аналитической стороне функционирования методов (прежде всего экспериментального) дезориентирует и до крайности сужает задачи биологического исследования.

Необходимой составной частью биологического познания является гипотеза. Создаваемые в рамках разных методов биологического исследования гипотезы имеют различное содержание и эвристическую ценность. Различия в этой области объясняются теми специфическими особенностями, в частности, логических оснований, которые характерны для каждого из методов, особенностями их логической природы.

Соответственно, на первом этапе биологического исследования, в его исходном пункте имеет место превалирование чисто описательных и систематизационных гипотез, представляющих собой прямое обобщение фактов простого наблюдения и не касающихся причин их взаимосвязи, например причин систематической (в том числе и естественной) группировки организмов. Гипотезы такого рода, представляющие собой простое обобщение ограниченного ряда фактов, проверяются рассмотрением дополнительных фактов, которые покажут, оправдывается ли обобщающая гипотеза и в этих случаях.

Объяснительные гипотезы, как более сложные, требующие обоснования научной состоятельности путем выведения и сопоставления с действительностью их логических следствий, биологическое исследование получает в изобилии уже с помощью сравнительного и сравнительно-исторического методов. Особого класса гипотезы (наиболее научно состоятельные) создаются в результате экспериментального исследования.

Изоляция и расчленение объекта экспериментального исследования, его изучение в «чистом виде» и многократное воспроизведение в варьируемых условиях позволяют уже с самого начала приближать создаваемые гипотезы к достоверному знанию. Это обусловливается также спецификой процесса точной индукции, составляющей логическую основу экспериментального метода, особым включением в нее дедуктивных моментов, открывающимися возможностями в отношении контролируемости и измеримости исследования.

Гипотетическое знание, получаемое на основе новых экспериментальных фактов, как правило, диалектически сочетается с обобщениями, выводами сравнительного и сравнительно-исторического исследования. Эти последние во все большей степени начинают строиться на основе данных, полученных с помощью эксперимента. Гипотезы, возникающие на таком многостороннем фундаменте, оказываются наиболее совершенными и сложными; они ведут к постоянному углублению биологического знания, стимулируют изучение процессов, ближайшим образом подводящих науку к окончательному решению вопроса о сущности жизни.

Тенденция развития современной биологии такова, что в ней в расширяющихся масштабах идет применение математических методов описания, систематизации и исследования. Эго обусловливает возрастающее значение, которое приобретают в изучении живых систем математические гипотезы. Разумеется, их роль в биологии остается зачастую лишь вспомогательной, однако эвристическая ценность подобных гипотез от этого не снижается.

Например, в генетике метод математических гипотез находит широкое применение в определении доминирования того или иного признака при скрещивании (исходя из того, что все генетические отношения выражают вероятности), вообще в выяснении способов наследования признаков и предсказании соотношения типов потомков (здесь исследование ведется с помощью статистических методов) и т. д.

Особую группу гипотез порождает метод моделирования биологических систем и процессов. Модельные гипотезы, развиваемые, например, в связи с применением кибернетики в современной биологии, отличаются наглядностью, они связаны с опытом, поддаются экспериментальному исследованию и, одновременно, широкой математической обработке. Модельные гипотезы, создаваемые на основе теории информации, хотя и не имеют наглядного характера, тем не менее доступны для опытной проверки; они позволяют исследовать процессы, механизмы функционирования системного целого.

Недостатки модельных гипотез определяются теми ограниченностями, которые вообще присущи методу моделирования в его применении к исследованию живых систем. Прибегая к умозаключениям по аналогии в создании модельных гипотез, биологическое исследование вынуждено переходить от уже установленного частичного сходства между объектами, образующими определенную группу, 1и отдельным объектом к более полному, более глубокому сходству между ними. Этот переход сопряжен с переносом знания об объектах, принадлежащих зачастую (если речь идет, например, о живых системах) к разным уровням организации материи. Поэтому выводы, содержащиеся в модельной гипотезе, должны получить двойную проверку: во-первых, сточки зрения их соответствия модели, а во-вторых—моделируемому объекту.

Это, конечно, усложняет исследовательскую работу с помощью модельных гипотез, однако подобные «неудобства» весьма ощутимо «компенсируются» эффективностью получаемых результатов.

Биологические гипотезы самого разнообразного вида — описательные и систематизационные, объяснительные гипотезы, создаваемые на основе сравнительного и сравнительно-исторического изучения данных простого наблюдения, вырабатываемые в ходе экспериментальных исследований и соединенным способом (сравнения, генетического анализа и эксперимента), наконец, математические и модельные гипотезы — подчинены задаче адекватного отражения специфики живых систем, закономерностей их строения и функционирования. Учет этой специфики и, соответственно, выработка наиболее научно состоятельных гипотез (предполагают правильное формулирование исследовательских задач, постановку проблемы в такой форме, которая делала бы развиваемое в связи с этим гипотетическое знание исключительно целенаправленным, находящимся в строго научных рамках.

Заранее вырабатываемая познающим мышлением направленность дальнейшего исследования ближайшим образом характеризуется подчиненностью определенной цели. Таким образом, цель может выступать в качестве условного, вспомогательного приема познания. Этот прием (эвристическое употребление понятия цели, или то, что мы называем принципом целесообразности в научном исследовании) может быть широко применимым всюду, где изучаются процессы поступательного, прогрессивного развития. При этом исследование, рассматривая процесс под углом зрения его конечного результата, отправляется от него как от своеобразной цели, аналитически устанавливает причины по их следствию.

Однако принцип целесообразности может использоваться и в другом плане, в частности в ситуациях, когда конечный результат того или иного процесса не может быть установлен в опыте. Он конструируется в этих случаях мысленно, гипотетически. Исследование строится так, как будто бы результат процесса развития имеется в действительности в виде своеобразной цели. Принцип целесообразности выступает в такого рода исследовании в качестве особого приема гипотетического предвосхищения, описания процесса, подлежащего последующему научному анализу в рамках строгой причинности, как эвристический, вспомогательный принцип, дающий указание, постановку, но не само исследование проблемы.

Целевая постановка проблемы и обусловливает создание гипотез-целей. Эти гипотезы с успехом выполняют свою эвристическую роль в биологическом исследовании. Они приобретают еще большее значение (правда, в несколько ином выражении) в связи с применением кибернетики в современной биологии. Отметим, в частности, что кибернетический (принцип обратной связи составляет известное отношение целесообразности; его исследование предполагает учет обратного воздействия следствия на причину, т. е. целевой анализ систем, означающий в данном случае изучение того, как осуществляется регуляция в этих системах, под углом зрения ее конечного эффекта.

Характерно, что на основе кибернетики рождается новый подход в понимании некоторых механизмов первичной приспособительной (и в этом смысле относительно целесообразной) активности живых систем.

Всякая научно обоснованная гипотеза означает серьезный успех познающего мышления. Конечно, от гипотезы до научной теории, принципа, закона, как правило, предстоит проделать еще весьма длительный и трудный путь, полный новых поисков, экспериментов. Опыт развития биологической науки свидетельствует, однако, что еще более длительным и трудным оказывается зачастую тот путь, который ведет к хорошей и плодотворной гипотезе.

Гипотеза, ставшая теорией, новая гипотеза, новая теория — этот процесс видимым образом характеризует постепенное углубление познающего мышления от явления к сущности. Вместе с тем происходит развитие и самой теории в зависимости от исследования дополнительных гипотез, расширяющих (или, наоборот, ограничивающих) сферу действия этой теории; совершается переход от сущности первого порядка к сущности второго порядка, от менее глубокой к более глубокой и т. п.

В процессе развития теоретического фундамента науки (некоторые научные ‘принципы, законы приобретают значение аксиом, отправляясь от которых можно дедуктивным путем получить новое биологическое знание.

Дедуктивное построение биологической теории с помощью аксиоматического метода предполагает, во-первых, что из всей совокупности научного знания можно вычленить ряд таких положений, истинность которых принимается без доказательства. Далее, в соответствии с определенными логическими правилами, из этих положений (аксиом) дедуктивно выводится все остальное знание. Соответственно, гипотетико-дедуктивный способ построения некоторой системы знания отличается от указанного выше тем, что в нем исходные посылки (аксиомы) принимаются лишь условно истинными.

Конечно, основная проблема заключается в том, возможно ли, а если возможно, то в каких пределах, аксиоматизировать (кодифицировать) содержание того или иного научного знания. Именно поэтому наибольшее применение аксиоматический метод получает в таких науках, как математика, отчасти физика. В биологии сделаны лишь первые попытки аксиоматического построения теории, причем как раз в тех ее областях, в которых весьма интенсивно используются математические методы. Можно предположить, что в будущем аксиоматизация захватит многие разделы биологического знания, однако она вряд ли получит здесь такое же развитие, как, скажем, в математике.

Существенной особенностью биологического исследования является его подчеркнуто опытный характер. Зависимость получения нового знания от серии новых наблюдений, экспериментов в биологии имеет исключительно явный характер. Поэтому здесь речь идет не об аксиоматизации знания вообще, а о развитии лишь некоторых ее специальных направлений. Поскольку решающим в биологии являются наблюдения, экспериментальные исследования, чисто логическое развитие теоретических предсказаний играет в биологии подчиненную, вспомогательную, хотя и все расширяющуюся, усиливающуюся роль.

Использование аксиоматического метода в качестве «языка таксономии», так же как и более широкие попытки аксиоматизации языка биологической науки, все более сопровождаются поисками новых путей дедуктивного решения исследовательских задач. С помощью методов теоретических построений (в том числе аксиоматического) уже сейчас удается развить целый ряд положений, которые (рассматривая их исследование в рамках господствовавших традиций) можно было бы получить лишь в результате сравнения и обобщения данных наблюдения и экспериментов. Это имеет место, например, при решении некоторых проблем эволюционной морфологии.

Широкое поле для аксиоматических построений научного знания имеется в генетике, теории эволюции — в особенности в связи с применением в них математики, в частности теории информации, логико-математического моделирования. i

Аксиоматический метод в биологии дает эффект не в конкретном исследовании многообразных частных задач, а в построении определенных теорий или их групп, отдельных разделов биологических дисциплин. Кроме того, в отличие от аксиоматических построений, например, в математике, в биологическом познании, где центр тяжести переносится на экспериментальные исследования, существенное значение имеет непосредственная биологическая интерпретация аксиоматически построенной теории, эмпирическое обоснование истинности исходных понятий этой теории и т. д.

Рассмотрение логических оснований и форм биологического исследования самым непосредственным образом связано с проблемой доказательности знания, получаемого с помощью отдельных методов и их целостной системы. Она составляет исключительно важный момент биологического исследования.

Основную роль играет здесь эмпирическое доказательство, в ходе которого осуществляется прямое обращение к данным простого или сложного наблюдения, непосредственное сопоставление имеющегося знания с этими данными. Наряду с этим видом доказательства большое значение, в особенности для наиболее «математизированных» областей биологии, имеет логическое (в узком смысле), или так называемое математическое, доказательство. Его отличие от эмпирического состоит в том, что в самой структуре этого вида доказательства отсутствует такое звено, как прямое обращение к фактам наблюдения.

Соответственно тому, что основной формой доказательства в биологии является эмпирическое, на первый план здесь выдвигаются частные и специальные

методы, основанные на том или ином виде наблюдения. В свою очередь вид наблюдения оказывает решающее влияние на доказательную силу методов. В частности, «эмпирическое наблюдение, — писал Ф. Энгельс, — само по себе никогда не может доказать достаточным образом необходимость»^[6].

Доказательная сила эксперимента объясняется тем, что он связан с искусственным воспроизведением природных процессов. Какое-либо выведенное в качестве гипотетического предположения знание, например о причинной связи, получает в эксперименте в буквальном смысле предметное расчленение и чувственно наблюдается, контролируется, видоизменяется.

Активный, целенаправленный характер воспроизводящей и видоизменяющей предметной деятельности, которая имеет место, в частности, в эксперименте, а также в материальном моделировании, тесно связанном с экспериментом, получает адекватный логический фундамент, позволяющий делать вывод о достоверности достигаемого знания, доказательности теоретических заключений. Процессы изоляции, вычленения единичного случая, специфическое включение в ход индуктивных умозаключений дедуктивных моментов — все это способствует преодолению вероятностности, присущей выводам, получаемым с помощью так называемой чистой, или генерализирующей, индукции как основы сравнительного исследования.

Если свести воедино те специфические черты, которые обусловливают доказательную силу эксперимента, его способность служить в качестве средства проверки истинности результатов биологического исследования, то окажется, что среди них на первом плане будут фигурировать черты общие как для эксперимента, так и для предметной, материальной деятельности, практики. Именно эти свойства эксперимента, роднящие его с практикой, делают его главным методом современного биологического исследования. Вместе с тем ясно, что и с точки зрения проблемы доказательства эксперимент является средством, имеющим подчиненное значение по отношению к практике, материальной деятельности людей.

Практика выступает, следовательно, не только как основа, цель и средство биологического познания, но и как всеобщий, в конечном счете абсолютный критерий его истинности.

Это не исключает, однако, все другие, в частности логические, формы доказательства. Более того, эти формы доказательства (в связи с тем, что в современной биологии наблюдается усиление роли дедуктивных методов—математизация, аксиоматизация научного знания) приобретают все возрастающее значение. К тому же и сам по себе критерий практики включается в познание через посредство получаемых в итоге его применения понятий, суждений, умозаключений, где логическая правильность операций мышления выступает в качестве одного из обязательных условий истинности выводов.

Таким образом, на первый взгляд логическое доказательство воспринимается как некоторая противоположность эмпирическому доказательству путем обращения к практике, эксперименту. Однако эта противоположность мнимая. На самом деле здесь имеется лишь различие в формах связи с практикой.

В случае логического доказательства эта связь имеет опосредованный характер. Иначе говоря, практика, эксперимент хотя и не привлекаются прямо в ходе этого доказательства, тем не менее они и здесь фигурируют в качестве его конечной основы. Практика, эксперимент содержатся здесь в «снятом виде» в самом содержании понятий, суждений, которые выступают в качестве посылок, аргументов в ходе доказательства. Это относится не только к тем посылкам, истинность которых должна быть установлена в опыте, но и к аксиомам и к самим законам логического мышления. «Практическая деятельность человека, — писал В. И. Ленин, — миллиарды раз должна была приводить сознание человека к повторению разных логических фигур, дабы эти фигуры могли получить значение аксиом»^[7].

Современная биология развивается по пути все более тесного взаимодействия с практикой, материальной деятельностью людей. Чем глубже она проникает в сокровенные тайники живой природы, тем предметнее, практически эффективнее становятся ее теоретические обобщения. Усиливающаяся связь с (практикой, техникой неизмеримо повышает познавательные возможности методов биологического исследования, делает их более точными и надежными. Взаимное оплодотворение практики и биологической теории на качественно новом уровне их современного развития ускоряет прогресс научного познания, умножает его успехи в борьбе за овладение силами природы, в их практическом использовании на благо человечества.

* * *

Рассмотренная выше система методов биологического исследования, разумеется, далеко не исчерпывает всего арсенала познавательных средств, находящихся на вооружении современной науки о жизни. Более того, сама эта система является лишь частью, сложным целостным компонентом общего комплекса методологических оснований биологического познания, диалектического метода в его применении к исследованию живых систем. Наряду и в тесной связи с ней в сфере методологического «обеспечения» современной биологии активно работает система общих теоретических (мировоззренческих и гносеологических, а также теоретико-биологических) принципов, т. е. методологически «обращенное» содержание материалистической диалектики и знание закономерностей общебиологического порядка.

Конечно, только в многообразии связей и отношений теоретических принципов и методов исследования можно всесторонне охватить для анализа вопрос о методологических основаниях современной биологии и более полно охарактеризовать в том числе и саму систему методов биологического исследования. Однако этот вопрос уже выходит за рамки темы, взятой для рассмотрения в данной главе.

1. Более подробно и систематизированно эти проблемы изложены автором в книге «Очерки методологии биологического исследования» (М., 1965). Специально адаптированные фрагменты из нее и составляют содержание этой главы. — Ред. ↑
2. К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, т. 3, стр. 443. ↑
3. К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, т. 20, стр. 353. ↑
4. К. Маркс и Ф. Энгельс. М., 1963. Сочинения, т. 23, стр. 6. ↑
5. В. И. Ленин. Полное собрание сочинений, т. 29, стр. 298. ↑
6. К. Маркс и Ф. Энгельс. Сочинения, т. 20, стр. 544. ↑
7. В. И. Ленин. Полное собрание сочинений, т. 29, стр. 172. ↑