«Биология»

БИОЛОГИЯ

АВТОР:

ЭДМУНД БИЧЕР УИЛСОН

ПРОФЕССОР ЗООЛОГИИ КОЛУМБИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Нью-Йорк ИЗДАТЕЛЬСТВО КОЛУМБИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1908

БИОЛОГИЯ A LECTURE DELIVERED AT COLUMBIA UNIVERSITY IN THE SERIES ON SCIENCE, PHILOSOPHY AND ART NOVEMBER 20, 1907

БИОЛОГИЯ

АВТОР:

ЭДМУНД БИЧЕР УИЛСОН

ПРОФЕССОР ЗООЛОГИИ КОЛУМБИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Нью-Йорк ИЗДАТЕЛЬСТВО КОЛУМБИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 1908

Авторское право, 1908 г., принадлежит ИЗДАТЕЛЬСТВУ КОЛУМБИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. Набор и публикация — март 1908 г.

БИОЛОГИЯ

Прежде всего я должен заметить, что среди множества наук, занимающихся изучением живого мира, нет ни одной, которая могла бы по праву претендовать на исключительное право называться биологией. Это слово, по сути, не обозначает какую-то одну конкретную науку, а является родовым термином, применяемым к большой группе биологических наук, каждая из которых в равной степени занимается явлениями жизни. Представить в рамках одного выступления, даже в зачаточном виде, конкретные результаты этих наук — задача, очевидно, невыполнимая, и я не намерен даже пытаться это сделать. Я предложу лишь своего рода предисловие или введение для тех, кто будет выступать после меня с докладами по биологическим наукам — физиологии, ботанике и зоологии; и я ограничусь тем, что представляется мне наиболее существенным и характерным из общих проблем, к которым рано или поздно должны прийти все направления биологических исследований.

Общая цель биологических наук состоит в том, чтобы узнать нечто об устройстве природы в живом мире. Пожалуй, будет уместно заметить, что биолог не может надеяться на решение конечных проблем жизни, точно так же, как химик и физик не могут надеяться проникнуть в последние тайны существования в неживом мире. Что он может сделать, так это наблюдать, сравнивать и экспериментировать с явлениями, сводить более сложные явления к более простым компонентам и в этой мере, как он говорит, «объяснять» их; но он заранее знает, что его объяснения никогда не будут в полном смысле слова окончательными или исчерпывающими. Исследование может лишь раздвинуть границы познания.

Задача биолога двойственна. Его ближайшая цель — исследовать природу существующего организма, установить, в какой мере сложные явления жизни в их нынешнем виде поддаются сведению к более простым факторам или компонентам, и определить, насколько это возможно, каково отношение этих факторов к другим природным явлениям. Часто практически удобно рассматривать организм как имеющий два различных аспекта — структурный, или морфологический, и функциональный, или физиологический, — и биологи часто называют себя соответственно морфологами или физиологами. Морфологические исследования в прошлом в значительной степени следовали методу наблюдения и сравнения, физиологические — методу эксперимента; но одним из лучших признаков прогресса в последние годы стало ясное понимание того, что морфология и физиология на самом деле неотделимы, и, как следствие, различия между ними, как в отношении предмета, так и метода, во многом исчезли в пользу более широкой общности целей. И морфология, и физиология были глубоко преобразованы благодаря внедрению в биологические исследования генетической или исторической точки зрения Дарвином, который сделал больше всех для утверждения факта, подозревавшегося многими ранними натуралистами, что существующие жизненные явления являются результатом определенного процесса эволюции; именно он первым в полной мере донес до нас, насколько неполным и односторонним является наш взгляд на организм, пока мы не рассматриваем его как продукт прошлого. Вторая и, возможно, более важная задача биолога — изучать организм с исторической точки зрения, рассматривая его как продукт непрерывного процесса эволюции, который протекает с момента возникновения жизни. В самом широком смысле это генетическое исследование включает в себя не только эволюцию высших форм из низших, но и еще более масштабный вопрос о первоначальной связи живых существ с неживым миром. Здесь затрагивается возможность, столь поразительно выраженная много лет назад Тиндалем в том красноречивом отрывке из Белфастской речи, где он заявил, что интеллектуальная необходимость заставляет его перейти границу экспериментальных доказательств и разглядеть в неживой материи, как он сказал, обещание и потенцию каждой формы и качества земной жизни. Эта интеллектуальная необходимость была порождена убеждением в непрерывности и последовательности природных явлений, что почти неотделимо от научного отношения к природе. Но слова Тиндаля, в конце концов, были исповедью веры, а не констатацией факта; и они парили далеко над твердой почвой фактических доказательств. В наши дни мы также можем логически прийти к выводу, что живые существа впервые возникли как продукт неживой материи. Мы должны в полной мере признать чрезвычайный прогресс, достигнутый химиками в искусственном синтезе соединений, ранее известных только как прямые продукты живой протоплазмы. Но следует также признать, что мы до сих пор полностью лишены доказательств происхождения какого-либо живого существа, в любой период истории Земли, иначе как от другого живого существа; и спустя более двух столетий афоризм Реди «omne vivum e vivo» сохраняет сегодня свою полную силу. Поэтому у меня складывается впечатление, что время, когда гипотезы о ином происхождении жизни можно будет считать практически полезными, еще не пришло.

Если я осмеливаюсь просить вашего внимания к фундаментальной проблеме, к которой рано или поздно приводят нас все направления биологических исследований, то не из заблуждения, что я могу внести что-то новое в длительные дискуссии и споры, которые она породила. Я лишь хочу указать, каким образом она влияет на практические усилия биологов по достижению лучшего понимания живого организма, рассматриваемого ли как группа существующих явлений или как продукт эволюционного процесса; и я буду говорить об этом не в абстрактном или умозрительном ключе, а с точки зрения практикующего натуралиста. Проблема, о которой я говорю, — это проблема органического механицизма и его отношения к проблеме органической адаптации. Как в целом явления жизни связаны с явлениями неживого мира? Насколько мы можем с пользой применять гипотезу о том, что живое тело — это по сути автомат или машина, конфигурация материальных частиц, которая, подобно двигателю или часовому механизму, обязана своим способом действия своему физическому и химическому строению? Не подлежит сомнению, что живое тело является машиной. Это сложный химический двигатель, который использует энергию пищевых продуктов для выполнения работы жизни. Но является ли оно чем-то большим, чем машина? Если мы представим себе, что физико-химический анализ тела доведен до самого конца, можем ли мы ожидать, что в итоге обнаружим некое неизвестное нечто, которое выходит за рамки такого анализа и не является ни формой физической энергии, ни чем-либо, заданным физической или химической конфигурацией тела? Найдем ли мы что-то соответствующее привычному популярному представлению — которое также разделялось физиологами, — что тело «одушевлено» специфическим «жизненным принципом» или «жизненной силой», доминирующим «археем», который существует только в сфере органической природы? Если такой принцип существует, то механистическая гипотеза терпит крах, и фундаментальная проблема биологии становится проблемой sui generis.

В своем влиянии на место человека в природе этот вопрос является одним из самых важных, с которыми приходится иметь дело естествознанию, и он занимал умы мыслителей во все времена. Я не могу проследить его историю, но будет полезно сопоставить слова трех великих лидеров современной научной и философской мысли. Декарту приписывают высказывание: «Дайте мне материю, и я построю мир» — имея в виду под этим как живой, так и неживой мир; но Декарт специально сделал исключение для человеческого разума. Я не знаю, действительно ли великий французский философ использовал именно эти слова, но они выражают суть принятой им механистической гипотезы. Кант решительно отверг такую концепцию в следующем известном отрывке: «Совершенно верно, что мы не можем адекватно познакомиться с организованными существами и их скрытыми потенциальными возможностями с помощью одних лишь механических принципов природы, тем более мы не можем объяснить их; и это настолько верно, что мы можем смело утверждать, что для человека абсурдно даже пытаться сделать это или надеяться, что однажды появится Ньютон, который сделает производство травинки понятным для нас согласно естественным законам, не упорядоченным замыслом. Такое прозрение мы должны абсолютно отрицать человеку». Тем не менее, в другом месте Кант признавал, что факты сравнительной анатомии дают нам «луч надежды, пусть даже слабый, что нечто может быть достигнуто с помощью принципа механицизма природы, без которого не может быть науки вообще». Интересно перейти от этого к смелому и агрессивному утверждению Гексли: «Живая материя отличается от другой материи по степени, а не по роду, микрокосм повторяет макрокосм; и одна цепь причинности соединяет туманное происхождение солнц и планетных систем с протоплазматическими основами жизни и организации».

Не ожидайте от меня, что я буду решать, где расходятся во мнениях столь ученые мужи; но я позволю себе сделать одно замечание, которое может стать лейтмотивом этого выступления. Возможно, мы обнаружим, что в конечном счете и в широком смысле Кант был прав; но несомненно, что сегодня мы знаем гораздо больше о формировании живого тела, будь то травинка или человек, чем натуралисты времен Канта; и, к лучшему или к худшему, человеческий разум, по-видимому, устроен так, что он будет продолжать свои попытки объяснить такие вещи, какими бы трудными они ни казались. Но я возвращаюсь к нашему более конкретному исследованию с замечанием, что история физиологии за последние двести лет была историей прогрессивного ограничения понятия «жизненная сила» или «жизненный принцип» все более узкими рамками, пока в настоящее время многим физиологам не покажется, что для него не остается места в пределах нашей биологической философии. Одна за другой жизненные активности оказывались в той или иной степени объяснимыми или понятными, если рассматривать их как физико-химические операции различной степени сложности. Каждый физиолог будет утверждать, что мы не можем назвать ни одну из этих активностей, даже мышление, которая не осуществлялась бы с помощью физического механизма. Он будет утверждать далее, что в большинстве случаев жизненные действия не просто сопровождаются физико-химическими операциями, но фактически состоят из них; и он может зайти так далеко, что определенно будет утверждать, что у нас нет доказательств того, что саму жизнь можно рассматривать как нечто большее, чем их совокупность. Он способен привести убедительные доказательства того, что все виды жизненной активности осуществляются посредством энергии, которая высвобождается в протоплазме или ее продуктах с помощью определенных химических процессов, коллективно известных как метаболизм. Когда вопрос сводится к минимуму, жизнь, рассматриваемая таким образом, по-видимому, имеет свои корни в химических изменениях; и мы можем понять, как выдающийся немецкий физиолог предлагает нам определение или характеристику жизни, которая гласит: «Жизненный процесс состоит в метаболизме белков». Я прошу вашего особого внимания к этому определению, поскольку теперь я хочу противопоставить ему другое, весьма отличное от него.

Я представлю его вашему вниманию, задав очень простой вопрос. Мы можем допустить, что пищеварение, например, является чисто химической операцией, которую можно точно имитировать вне живого тела в стеклянной колбе. Мой вопрос заключается в том, как получается, что у животного есть желудок? — и, продолжая исследование, как получается, что человеческий желудок практически неспособен переваривать целлюлозу, в то время как желудки некоторых низших животных, таких как коза, легко переваривают это вещество? Ранние натуралисты, такие как Линней, Кювье или Агассис, были готовы с ответом, который казался настолько простым, адекватным и окончательным, что прилежный современный натуралист не может подавить чувство зависти. По их мнению, растения и животные сделаны такими, какими они были изначально созданы, каждое по своему роду. Биолог наших дней смотрит на дело иначе; и я дам его ответ в той форме, в которой я время от времени даю его студенту, который может случайно спросить, почему у насекомого шесть ног, а у паука восемь, или почему желтая птица желтая, а синяя — синяя. Ответ таков: «По той же причине, по которой у слона есть хобот». Я надеюсь, что определенная суровая педагогическая добродетель в этом ответе может искупить его недостаток элегантности. У слона есть хобот, как у насекомого шесть ног, по той причине, что такова специфическая природа животного; и мы можем утверждать с долей вероятности, которая граничит с практической уверенностью, что эта специфическая природа является результатом определенного эволюционного процесса, природу и причины которого наша огромная задача — определить в той мере, в какой мы способны. Но это еще не затрагивает самую существенную сторону проблемы. Что наиболее значимо, так это то, что неуклюжий, короткошеий слон был наделен — «природой», как мы говорим, — именно таким органом, хоботом, который ему нужен, чтобы компенсировать недостаток гибкости и ловкости в других отношениях. Если нас спросят, почему у слона есть хобот, мы должны ответить: потому что животное в нем нуждается. Но объясняет ли такой ответ сам факт? Очевидно, нет. Вопрос, на который наука должна стремиться ответить, — это как слон пришел к тому, чтобы иметь хобот; и мы не отвечаем на него должным образом, говоря, что он развился в ходе эволюции. Хорошо сказано, что даже самое полное знание генеалогии растений и животных дало бы нам не более чем портретную галерею предков. Мы должны определить причины и условия, которые взаимодействовали для получения этого конкретного результата, если наш ответ должен представлять собой истинное научное объяснение. И очевидно, что тот, кто принимает теорию машин как общую интерпретацию жизненных явлений, должен прояснить нам, как была построена машина, прежде чем мы сможем признать обоснованность его теории, даже в одном случае. Наш, казалось бы, простой вопрос о том, почему у животного есть желудок, таким образом, раскрыл нам всю величину задачи, с которой сталкивается механицист; и он привел нас к той части нашей проблемы, которая касается природы и происхождения органических адаптаций. Не задерживаясь на попытке дать определение адаптации, я лишь подчеркну тот факт, что многие великие натуралисты, начиная с Аристотеля, признавали целенаправленное или подобное замыслу качество жизненных явлений их наиболее существенной и фундаментальной характеристикой. Герберт Спенсер определял жизнь как непрерывное приспособление внутренних отношений к внешним отношениям. Это одно из лучших определений, которые были даны, хотя я не уверен, что профессор Брукс не улучшил его, когда сказал, что жизнь — это «ответ на порядок природы». Это кажется далеким от определения Ферворна, приведенного ранее, как «метаболизм белков». Этому Брукс противопоставляет меткую эпиграмму: «Суть жизни — не протоплазма, а цель».

Не пытаясь адекватно проиллюстрировать природу органических адаптаций, я обращу ваше внимание на то, что кажется мне одной из их наиболее поразительных черт, если рассматривать их с механистической позиции. Это тот факт, что адаптации так часто идут вразрез с прямыми или очевидными механическими условиями. Природа переполнена приспособлениями для защиты и поддержания организма против стресса окружающей среды. Некоторые из них даны в очевидной структуре организма, такие как усики, с помощью которых вьющееся растение удерживается против действия гравитации или ветров, защитная раковина улитки, защитные цвета и формы животных и тому подобное. Любая структурная особенность, которая полезна из-за своего строения, является структурной адаптацией; и когда такие адаптации даны, у механициста по большей части относительно легкая задача в их интерпретации. Ему гораздо труднее распутать узел в случае так называемых функциональных адаптаций, когда организм изменяет свою деятельность (а часто и свою структуру) в ответ на изменившиеся условия. Природу этих явлений можно проиллюстрировать несколькими примерами, выбранными так, чтобы сформировать прогрессивный ряд. Если участок кожи тереть в течение некоторого времени, первым результатом будет прямое и очевидно механическое воздействие; кожа стирается. Но если трение продолжать достаточно долго и оно не будет слишком сильным, возникает косвенный эффект, который прямо противоположен начальному прямому; кожа заменяется, становится толще, чем раньше, и образуется мозоль, которая защищает участок от дальнейшего повреждения. Заживление раны включает в себя аналогичное действие. Далее, удалите одну почку или одно легкое, и оставшееся со временем увеличится, чтобы взять на себя, насколько это возможно, функции обоих. Если ампутировать ногу саламандры или омара, рана не только заживает, но и регенерирует новая нога на месте той, что была потеряна. Если разрезать плоского червя пополам, передняя часть отращивает новый хвост, задняя — новую голову, и получаются два совершенных червя. Наконец, в некоторых случаях, включая животных, столь высокоорганизованных, как саламандры, было обнаружено, что если яйцо разделить на две части на ранней стадии развития, каждая часть развивается в совершенный эмбрион животного половинного размера, и получается пара близнецов. В каждом из этих случаев поразительным фактом является то, что механическое повреждение вызывает в организме сложный адаптивный ответ в форме операций, которые в конечном итоге противодействуют начальному механическому эффекту. Несомненно, верно, что несколько похожие саморегулировки или ответы могут происходить в некоторых неживых механических системах, таких как вращающийся волчок или гироскоп; но те, что происходят в живом теле, встречаются настолько повсеместно, обладают такой сложностью и разнообразием, и имеют такое качество, подобное замыслу, что их можно справедливо рассматривать как одни из наиболее характерных жизненных активностей. Именно эта характеристика многих жизненных явлений делает их точный анализ столь трудной и сложной задачей; и именно по этой причине биологические науки в целом все еще стоят далеко позади физических наук, как по точности, так и по полноте анализа.

Каково фактическое рабочее отношение натуралистов к общей проблеме, которую я попытался обрисовать? Было бы самонадеянностью с моей стороны говорить от имени всего сообщества работающих биологов, и поэтому я буду говорить только за одного из них. Мое собственное убеждение состоит в том, что, каковы бы ни были трудности, с которыми приходится сталкиваться механистической гипотезе, она утвердилась как наиболее полезная рабочая гипотеза, которую мы можем использовать в настоящее время. Я не хочу утверждать, что она адекватна или даже истинна. Я верю лишь в то, что мы должны использовать ее как рабочую программу, потому что история биологических исследований доказывает, что она была более эффективным и плодотворным средством продвижения знаний, чем виталистическая гипотеза. Поэтому мы должны продолжать использовать ее для этой цели, пока не будет ясно показано, что она несостоятельна. Будем ли мы в конечном итоге вынуждены принять ее, будет зависеть от того, окажется ли она самой простой гипотезой в широком смысле, наиболее гармонирующей с нашими знаниями о природе в целом. Если таков будет результат, мы будем связаны глубоко лежащим инстинктом, который является почти законом нашего интеллектуального бытия, принять ее, как мы приняли систему Коперника, а не Птолемея. Полагаю, я прав, говоря, что отношение, которое я обозначил как более или менее личное, является также отношением сообщества работающих биологов, хотя есть и некоторые заметные исключения.

Пытаясь проиллюстрировать, как этот вопрос на самом деле влияет на исследования, я приведу два показательных случая, один из которых может указать на плодотворность механистической концепции в анализе сложных и, казалось бы, таинственных явлений, другой — на природу трудностей, которые в последние годы привели к попыткам восстановить виталистический взгляд. Первый пример дает так называемый закон или принцип Менделя в наследственности. Принцип, раскрытый замечательным открытием Менделя, проявляется не во всех явлениях наследственности и, вероятно, имеет более или менее ограниченное применение. Однако он обладает глубоким значением, поскольку дает почти демонстрацию того, что за явлениями наследственности в целом должен стоять определенный, и, возможно, относительно простой, механизм. Наследственные признаки, которые соответствуют этому закону, претерпевают комбинации, диссоциации и рекомбинации, которые в некотором смысле напоминают те, что происходят в химических реакциях; и, подобно последним, они соответствуют определенным количественным правилам, которые поддаются арифметической формулировке. Эту аналогию не следует заводить слишком далеко; ибо химические реакции индивидуально определенны и фиксированы, в то время как реакции наследственных признаков включают случайный элемент такого характера, что численный результат не является фиксированным или постоянным в индивидуальном случае, но следует закону вероятности в совокупности индивидов. Тем не менее, возможно, и уже стало обычаем, обозначать наследственную организацию символами или формулами, которые напоминают формулы химика тем, что они подразумевают количественные результаты наследственности, которые следуют за соединением соединений известного состава. Количественное предсказание — не совсем точное, но в соответствии с законом вероятности — таким образом стало возможным для биологического экспериментатора по наследственности. Я приведу один пример такого предсказания, сделанного профессором Кюно при экспериментировании с наследственностью цвета у мышей (см. следующую таблицу). Эксперимент длился три поколения. Из четырех бабушек и дедушек трое были чистыми белыми альбиносами, идентичными по внешнему виду, но с разной наследственной способностью, в то время как четвертая была чистой черной мышью. Первая пара бабушек и дедушек состояла из альбиноса серого происхождения, AG, и одного черного происхождения, AB. Вторая пара состояла из альбиноса желтого происхождения, AY, и черной мыши, CB. Результатом первого союза, AG x AB, является получение снова чистых белых мышей состава AGAB. Второй союз, AY x CB, должен дать мышей, которые выглядят чисто желтыми и имеют формулу AYCB. Каков же теперь будет результат объединения двух форм, полученных таким образом, т.е. AGAB × AYCB? Предсказание Кюно состояло в том, что они должны дать восемь различных видов мышей, из которых четыре должны быть белыми, две желтыми, одна черная и одна серая. Фактический совокупный результат таких союзов, неоднократно выполненных, по сравнению с теоретическим ожиданием, показан в предыдущей таблице. Как видно, соответствие, хотя и близкое, не является абсолютно точным, но достаточно близкое, чтобы доказать обоснованность принципа, на котором основывалось предсказание, и мы можем быть уверены, что если бы было выращено гораздо большее число этих мышей, соответствие было бы еще ближе. Я намеренно выбрал несколько сложный пример, и время не позволит полностью объяснить способ, которым был достигнут этот конкретный результат. Однако я попытаюсь дать указание на общий менделевский принцип, с помощью которого делаются предсказания такого рода. Этот принцип проявляется в своей простейшей форме в поведении двух контрастирующих признаков одного и того же общего типа — например, двух цветов, таких как серый и белый у мышей. Если скрестить двух животных, которые проявляют соответственно два таких признака, то в потомстве появляется только один из признаков (известный как «доминантный»), в то время как другой (известный как «рецессивный») исчезает из виду. В следующем поколении, полученном путем скрещивания этих гибридов, оба признака появляются отдельно и в определенном соотношении, причем в конечном итоге на три особи, проявляющие доминантный признак, приходится одна, проявляющая рецессивный. Таким образом, в случае серых и белых мышей первое скрещивание всегда дает серых, в то время как следующее поколение включает трех серых на одну белую. Это фундаментальное менделевское соотношение для одной пары признаков; и из него можно легко вывести более сложные комбинации, которые появляются, когда две или более пары признаков рассматриваются вместе. Такие комбинации появляются в определенных сериях, природу которых можно разработать с помощью простого метода биномиального разложения. С помощью этого принципа можно делать удивительно точные численные предсказания, даже для довольно сложных комбинаций; и, кроме того, новые комбинации могут быть и были искусственно созданы, число, характер и наследственная способность которых известны заранее. Фундаментальное соотношение для одной пары признаков объясняется очень простым допущением. Когда доминантный и рецессивный признаки связаны в гибриде, они должны в некотором смысле претерпеть дизъюнкцию или разделение при формировании половых клеток гибрида. Это происходит вполне определенным образом, причем ровно половина половых клеток у каждого пола получает потенциал доминантного признака, другая половина — потенциал рецессивного. Это грубо выражается словами, что половые клетки больше не являются гибридными, подобно телу, в котором они возникают, но несут один или другой признак; и хотя в техническом смысле это, вероятно, не совсем точно, это достаточно ответит нашим целям. Если теперь предположить, что оплодотворение происходит случайно — то есть, что союз одинаково вероятен между половыми клетками, несущими один и тот же признак, и теми, что несут противоположные признаки, — то наблюдаемое численное соотношение в следующем поколении следует согласно закону вероятности. Таким образом объясняется как случайный элемент, который отличает эти случаи от точных химических комбинаций, так и определенные численные отношения, которые появляются в совокупности индивидов.

Grandparents AG (white) AB (white) AY (white) CB (black)

Parents AGAB (white) AYCB (yellow)

Observed Calculated

{ AGAY

ABAY

AGAB

ABAB }

} (White)

}

81 76

{

{

Offspring {

{ AGCY

ABCY } (Yellow) 34 38

{

{ ABCB (Black) 20 19

{ AGCB (Gray) 16 19

151 152

Теперь момент, который я хочу подчеркнуть, заключается в том, что одно или два очень простых механистических допущения дают ясно понятное объяснение поведения наследственных признаков согласно закону Менделя и одним махом наводят порядок в хаосе, в котором факты такого рода на первый взгляд кажутся пребывающими. Не менее значим тот факт, что прямое микроскопическое исследование фактически раскрывает в половых клетках физический механизм, который кажется адекватным для объяснения дизъюнкции признаков, от которой зависит закон Менделя; и этот механизм, вероятно, дает нам также по крайней мере ключ к давней загадке определения и наследственности пола. Поэтому эти явления становятся понятными с механистической точки зрения. С любой другой они предстают как неразрешимая загадка. Когда достигается такой прогресс, разве мы не имеем права верить, что используем полезную рабочую гипотезу?

Но давайте теперь перейдем ко второму примеру, который проиллюстрирует класс явлений, до сих пор почти полностью ускользавших от всех попыток их объяснить. Тот, который я выбираю, в настоящее время является одним из самых загадочных известных случаев, а именно регенерация хрусталика глаза у головастиков саламандр. Если удалить хрусталик из глаза молодого головастика, животное приступает к изготовлению нового, чтобы занять его место, и глаз становится таким же совершенным, как прежде. То, что такой процесс вообще происходит, достаточно примечательно; но с технической точки зрения это не самая необычная черта случая. Что наполняет эмбриолога изумлением, так это факт, что новый хрусталик формируется не тем же способом или из того же материала, что и старый. В нормальном развитии головастика из яйца, как и у всех других позвоночных животных, хрусталик формируется из внешней кожи или эктодермы головы. При замене хрусталика после удаления он возникает из клеток радужной оболочки, которые образуют край глазного бокала, а он в эмбрионе происходит не из внешней кожи, а как вырост из мозга. Насколько мы можем видеть, ни само животное, ни кто-либо из его предков не могли иметь опыта такого процесса. Как тогда могла быть приобретена такая способность, и как она присуща структуре организма? Если процесс восстановления обусловлен каким-то видом разумного действия, как предполагали некоторые натуралисты, почему высшие животные и человек не обладают подобной полезной способностью? На эти вопросы биология в настоящее время не может дать ответа. Перед лицом такого случая механицист должен просто признать, что на данный момент он зашел в тупик; и есть некоторые способные натуралисты, которые в последние годы утверждали, что по самой природе дела такие явления неспособны на рациональное объяснение в рамках физико-химического или механистического анализа. Эти авторы, соответственно, настаивали на том, что мы должны постулировать в живом организме некую форму контролирующего или регулирующего агентства, которое не лежит в его физико-химической конфигурации и не является формой физической энергии — нечто, что может быть сродни форме интеллекта (сознательного или бессознательного), и которому физические энергии в некотором роде подчинены. К этому предполагаемому фактору в жизненных процессах были применены такие термины, как «энтелехия» (от Аристотеля) или «психоид»; и некоторые авторы даже использовали слово «душа» в этом смысле — хотя это техническое и ограниченное использование слова не следует путать с более обычным и общим, с которым мы знакомы. Взгляды такого рода представляют собой возврат, в некоторой мере, к более ранним виталистическим концепциям, но отличаются от последних тем, что они являются результатом определенной и точной экспериментальной работы. Поэтому их часто называют коллективно «неовитализмом».

Не в моих целях вступать в подробную критику этого учения. Мне оно кажется не наукой, а либо своего рода метафизикой, либо актом веры. Должен признаться в полной неспособности понять, как наше научное понимание вопроса хоть сколько-нибудь продвигается применением таких имен, как «энтелехия» или «психоид», к неизвестным факторам жизненных активностей. Это слова, которые были вписаны в определенные места, которые в остальном пусты в нашей записи знаний, и, насколько я могу видеть, не более того. У меня складывается впечатление, что нам, как исследователям природных явлений, будет лучше откровенно признать, что они означают вещи, которые мы еще не понимаем, и продолжать наши усилия, чтобы сделать их известными. И есть ли у нас другой способ сделать это, кроме наблюдения, эксперимента, сравнения и сведения более сложных явлений к более простым компонентам? Я повторяю, со всем возможным акцентом, что механистическая гипотеза или теория машин живых существ не полностью установлена, что она может быть неадекватной или даже неверной; однако я могу лишь верить, что пока каждая другая возможность не будет действительно исчерпана, научные биологи должны держаться за рабочую программу, которая создала науки биологии. Виталистическая гипотеза может поддерживаться, и поддерживается, как вопрос веры; но мы не можем назвать ее наукой без злоупотребления этим словом.

Когда мы переходим, наконец, к генетической или исторической части нашей задачи, мы сталкиваемся с точно такой же общей проблемой, как и в случае с существующим организмом. Биологические исследователи давно перестали рассматривать факт органической эволюции как открытый для серьезного обсуждения. Трансмутация видов — это не гипотеза или допущение, это факт, точно наблюдаемый в наших лабораториях; и теория эволюции ставится под сомнение только в том же самом очень общем смысле, в котором все великие обобщения науки остаются открытыми для модификации по мере продвижения знаний. Но это очень большой вопрос, что вызвало и определило эволюцию. Здесь тоже фундаментальная проблема заключается в том, насколько процесс может быть механически объясним или понятен, насколько он восприимчив к формулировке в физико-химических или механистических терминах. Самая существенная часть этой проблемы относится к происхождению органических адаптаций, производству приспособленного. Вместе с Кантом Кювье и Линней считали эту проблему научно неразрешимой. Ламарк пытался найти решение в своей теории наследования эффектов использования, неиспользования и других «приобретенных признаков»; но его теория была непрочно обоснована, а также предрешала вопрос, поскольку сила адаптации, посредством которой использование, неиспользование и тому подобное производят свои эффекты, — это именно то, что должно быть объяснено. Дарвин полагал, что нашел частичное решение в своей теории естественного отбора, и был провозглашен Геккелем биологическим Ньютоном, который свел на нет obiter dictum Канта. Но сам Дарвин не считал естественный отбор адекватным объяснением, поскольку он призвал на помощь вспомогательные гипотезы полового отбора и наследования приобретенных признаков. Если я правильно сужу, первая из этих гипотез должна считаться ограниченной в применении, если не серьезно дискредитированной, в то время как вторая может в лучшем случае получить шотландский вердикт: не доказано. В любом случае, естественный отбор должен вести свои собственные битвы.

Биологи последних дней пришли к ясному пониманию того, что неадекватность естественного отбора заключается в его неспособности объяснить происхождение приспособленного; и сам Дарвин достаточно ясно осознавал, что это не инициативный или творческий принцип. Это лишь условие выживания, а следовательно, условие прогресса. Но представляем ли мы вместе с Дарвином, что отбор действовал главным образом на незначительные индивидуальные вариации, или вместе с де Фризом, что он действовал с более крупными и стабильными мутациями, любая адекватная общая теория эволюции должна объяснить происхождение приспособленного. Теперь, согласно теории естественного отбора, в чистом виде, адаптация или приспособленность имеет чисто случайный или случайный характер. Сама по себе приспособленность не имеет большего значения, чем неприспособленность. Это лишь одна из многих возможностей изменения, и эволюция путем естественного отбора сводится к ряду счастливых случайностей. Для Агассиса или Кювье приспособленное — это то, что было спроектировано, чтобы соответствовать. Для естественного отбора, в чистом виде, приспособленное — это то, что случайно подходит. Я, со своей стороны, не могу найти логического изъяна в этой концепции приспособленного; и, возможно, мы будем вынуждены принять ее как достаточную. Но я верю, что натуралисты еще не довольствуются ею. Сам Дарвин неоднократно заходил в тупик, не только из-за конкретных трудностей в применении своей теории, но и из-за определенного инстинктивного или темпераментного недовольства таким общим выводом, как тот, который я указал; и многие способные натуралисты чувствуют ту же трудность сегодня. Оправдано это или нет, но несомненным фактом является то, что немногие работающие натуралисты чувствуют убежденность в том, что проблема органической эволюции полностью решена. Один из вопросов, которыми серьезно заняты исследования, заключается в том, являются ли вариации или мутации неопределенными, как в целом полагал Дарвин, или они могут быть в большей или меньшей степени определенными, протекая по определенным линиям, как если бы они были подтолкнуты vis a tergo. Теория «ортогенеза», предложенная Негели и Эймером, делает последнее допущение; и она нашла значительное число сторонников среди недавних биологических исследователей, включая некоторых наших собственных коллег, которые внесли важный вклад в исследование этого фундаментального вопроса. Еще слишком рано делать предсказание относительно окончательного результата. То, что эволюция была ортогенетической в случае некоторых групп, по-видимому, хорошо установлено, но многие трудности стоят на пути ее принятия как общего принципа объяснения. Неопределенность, которая все еще висит над этим вопросом и вопросом наследственности приобретенных признаков, свидетельствует о неустоявшемся состоянии мнений относительно всей проблемы и о неадекватности попыток, предпринятых до сих пор для поиска ее последовательного и адекватного решения.

Здесь тоже, соответственно, мы сталкиваемся с широкими пробелами в наших знаниях, которые открывают путь к виталистическим или трансцендентальным теориям развития. Я думаю, мы должны сопротивляться искушению искать такое убежище. Более чем вероятно, что существуют факторы эволюции, которые еще неизвестны. Мы можем только искать их. Нет ничего более верного, чем то, что жизнь и эволюция жизни — это природные явления. Мы должны подходить к ним, и, насколько я могу видеть, должны пытаться анализировать их теми же методами, которые применяются при изучении других природных явлений. Исследователь природы может только стремиться к истине. Когда он не находит всей истины, есть только одно евангелие для его спасения — продолжать стремиться к истине. Он знает, что каждый шаг вперед на пути открытий будет открывать новый горизонт регионов, которые все еще неизвестны. Это будет плохой день для науки, когда она не сможет найти больше полей для завоевания. И поэтому, если вы спросите, ожидаю ли я дня, когда мы будем знать всю истину относительно органического механицизма и органической эволюции, я отвечу: Нет! Но давайте идти вперед.

ИЗДАТЕЛЬСТВО КОЛУМБИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Серия из двадцати двух лекций, описывающих нетехническим языком достижения в науке, философии и искусстве и указывающих на текущий статус этих предметов как концепций человеческого знания, читается в Колумбийском университете в течение 1907-1908 учебного года различными профессорами, выбранными для представления различных кафедр обучения.

МАТЕМАТИКА, Кассиус Джексон Кейзер, профессор математики Эдрейна.

ФИЗИКА, Эрнест Фокс Николс, профессор экспериментальной физики.

ХИМИЯ, Чарльз Ф. Чендлер, профессор химии.

АСТРОНОМИЯ, Гарольд Джейкоби, профессор астрономии Резерфорда.

ГЕОЛОГИЯ, Джеймс Фурман Кемп, профессор геологии.

БИОЛОГИЯ, Эдмунд Б. Уилсон, профессор зоологии.

ФИЗИОЛОГИЯ, Фредерик С. Ли, профессор физиологии.

БОТАНИКА, Герберт Моул Ричардс, профессор ботаники.

ЗООЛОГИЯ, Генри Э. Крэмптон, профессор зоологии.

АНТРОПОЛОГИЯ, Франц Боас, профессор антропологии.

АРХЕОЛОГИЯ, Джеймс Ригналл Уилер, профессор греческой археологии и искусства.

ИСТОРИЯ, Джеймс Харви Робинсон, профессор истории.

ЭКОНОМИКА, Генри Роджерс Сигер, профессор политической экономии.

ПОЛИТИКА, Чарльз А. Бирд, адъюнкт-профессор политики.

ЮРИСПРУДЕНЦИЯ, Манро Смит, профессор римского права и сравнительного правоведения.

СОЦИОЛОГИЯ, Франклин Генри Гиддингс, профессор социологии.

ФИЛОСОФИЯ, Николас Мюррей Батлер, президент университета.

ПСИХОЛОГИЯ, Роберт С. Вудворт, адъюнкт-профессор психологии.

МЕТАФИЗИКА, Фредерик Дж. Э. Вудбридж, Джонсоновский профессор философии.

ЭТИКА, Джон Дьюи, профессор философии.

ФИЛОЛОГИЯ, А. В. У. Джексон, профессор индоиранских языков.

ЛИТЕРАТУРА, Гарри Терстон Пек, профессор латинского языка и литературы Антона.

Эти лекции публикуются издательством Колумбийского университета отдельно в виде брошюр по единой цене двадцать пять центов, по почте двадцать восемь центов. Принимаются заказы на отдельные брошюры или на всю серию.

Адрес ИЗДАТЕЛЬСТВО КОЛУМБИЙСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

Колумбийский университет, Нью-Йорк