Рассматривая физиологическую науку в ее широчайшем смысле — как эквивалент биологии, науки об индивидуальной жизни, — мы должны рассмотреть по порядку:
1. Ее положение и масштаб как отрасли знания.
2. Ее ценность как средства умственной дисциплины.
3. Ее ценность как практической информации.
И, наконец,
4. В какой период ее лучше всего сделать отраслью образования.
Наши выводы по первому из этих пунктов должны, конечно, зависеть от природы предмета биологии; и я думаю, что несколько предварительных соображений прольют для вас ясный свет на огромную разницу, существующую между живыми телами, которыми занимается физиологическая наука, и остальной вселенной; между явлениями числа и пространства, физической и химической силы, с одной стороны, и явлениями жизни — с другой.
Математик, физик и химик созерцают вещи в состоянии покоя; они рассматривают состояние равновесия как то, к которому нормально стремятся все тела.
Математик не предполагает, что величина изменится или что данная точка в пространстве спонтанно изменит свое направление по отношению к другой точке. То же самое и с физиком. Когда Ньютон увидел падающее яблоко, он сразу пришел к выводу, что акт падения не является результатом какой-либо силы, присущей самому яблоку, а является результатом действия чего-то другого на яблоко. Подобным образом всякая физическая сила рассматривается как нарушение равновесия, к которому вещи стремились до ее приложения и к которому они будут стремиться снова после ее прекращения.
Химик в равной степени рассматривает химическое изменение в теле как эффект действия чего-то внешнего по отношению к измененному телу. Химическое соединение, однажды образовавшись, сохранялось бы вечно, если бы не происходило никаких изменений в окружающих условиях.
Но для исследователя жизни аспект природы меняется на противоположный. Здесь непрерывное и, насколько нам известно, спонтанное изменение является правилом, а покой — исключением, аномалией, которую нужно объяснить. Живые существа не обладают инерцией и не стремятся к равновесию.
Позвольте мне, однако, придать больше силы и ясности этим несколько абстрактным соображениям с помощью одной или двух иллюстраций.
Представьте себе сосуд, полный воды при обычной температуре, в атмосфере, насыщенной паром. Количество и форма этой воды, насколько нам известно, не изменятся вечно.
Предположим, что в сосуд брошен кусок золота — произойдет движение и нарушение формы, точно пропорциональные импульсу золота. Но через некоторое время последствия этого нарушения утихнут — равновесие будет восстановлено, и вода вернется в свое пассивное состояние.
Подвергните воду воздействию холода — она затвердеет, и при этом ее частицы расположатся в определенные кристаллические формы. Но, однажды сформировавшись, эти кристаллы больше не меняются.
Опять же, замените кусок золота каким-либо веществом, способным вступать в химические отношения с водой: скажем, массой того вещества, которое называется «белок» — вещество плоти: произойдет весьма значительное нарушение равновесия — возникнут всевозможные химические соединения и разложения; но в конечном итоге, как и прежде, результатом будет возвращение к состоянию покоя.
Вместо такой массы мертвого белка, однако, возьмите частицу живого белка — одно из тех крошечных микроскопических живых существ, которые кишат в наших водоемах и известны как инфузории — такое существо, например, как эвглена, и поместите его в наш сосуд с водой. Это круглая масса, снабженная длинным жгутиком, и, за исключением этой особенности формы, не представляет никакой заметной физической или химической разницы, по которой ее можно было бы отличить от частицы мертвого белка.
Но разница в явлениях, к которым она приведет, огромна: во-первых, она разовьет огромное количество физической силы — рассекая воду во всех направлениях с значительной быстротой посредством вибраций длинного жгутика или реснички.
Не менее поразительно и количество химической энергии, которой обладает маленькое существо. Это совершенная лаборатория сама по себе, и она будет действовать и реагировать на воду и содержащиеся в ней вещества, превращая их в новые соединения, напоминающие ее собственное вещество, и в то же время отдавая части своего собственного вещества, которые стали отработанными.
Более того, эвглена будет увеличиваться в размерах; но это увеличение отнюдь не безгранично, как могло бы быть увеличение кристалла. После того как она вырастает до определенной степени, она делится, и каждая часть принимает форму оригинала и приступает к повторению процесса роста и деления.
И это еще не все. Ибо после серии таких делений и подразделений эти крошечные точки принимают совершенно новую форму, теряют свои длинные хвосты — округляются и выделяют своего рода оболочку или коробочку, в которой они остаются закрытыми на некоторое время, чтобы в конечном итоге, прямо или косвенно, возобновить свой первоначальный образ существования.
Теперь, насколько нам известно, не существует естественного предела существованию эвглены или любого другого живого зародыша. Живой вид, однажды запущенный в существование, стремится жить вечно.
Подумайте, насколько сильно эта живая частица отличается от мертвых атомов, с которыми имеют дело физик и химик!
Частица золота падает на дно и покоится — частица мертвого белка разлагается и исчезает — она тоже покоится: но живая белковая масса не стремится ни к истощению своих сил, ни к какой-либо постоянности формы, а существенно отличается как нарушитель равновесия, насколько это касается силы, — как претерпевающая постоянную метаморфозу и изменение в плане формы.
Стремление к равновесию сил и к постоянству формы, таким образом, являются характеристиками той части вселенной, которая не живет — области химика и физика.
Стремление нарушить существующее равновесие — принимать формы, которые сменяют друг друга в определенных циклах — является характеристикой живого мира.
В чем причина этой удивительной разницы между мертвой частицей и живой частицей материи, кажущимися в остальном идентичными? той разницы, которой мы даем имя Жизнь?
Я, со своей стороны, не могу вам сказать. Может быть, со временем философы откроют какие-то более высокие законы, частными случаями которых являются факты жизни — очень возможно, они найдут какую-то связь между физико-химическими явлениями, с одной стороны, и жизненными явлениями — с другой. В настоящее время, однако, мы, безусловно, не знаем ни одного; и я думаю, что мы проявим мудрое смирение, признав, что, по крайней мере для нас, это последовательное принятие различных состояний — (при неизменности внешних условий) — эта спонтанность действия — если я могу использовать термин, который подразумевает больше, чем я готов взять на себя ответственность — которая составляет столь обширное и ясное практическое различие между живыми телами и теми, которые не живут, является конечным фактом; указывающим как таковой на существование широкой разделительной линии между предметом биологических и всех других наук.
Ибо я хотел бы, чтобы было понятно, что эта простая эвглена является типом всех живых существ, насколько это касается различия между ними и инертной материей. Тот цикл изменений, который состоит, возможно, не более чем из двух или трех шагов у эвглены, столь же ясно проявляется в многочисленных стадиях, через которые проходит зародыш дуба или человека. Какие бы формы ни принимало Живое Существо, будь то простые или сложные, производство, рост, размножение — вот явления, которые отличают его от того, что не живет.
Если это верно, то ясно, что студент, переходя от физико-химических к физиологическим наукам, вступает в совершенно новый порядок фактов; и следующим для нас будет рассмотреть, насколько эти новые факты влекут за собой новые методы или требуют модификации тех, с которыми он уже знаком. Сейчас много говорят об особенности научного метода в целом и о различных методах, которые применяются в разных науках. Говорят, что математика имеет один особый метод; физика — другой, биология — третий и так далее. Что касается меня, я должен признаться, что не понимаю этой фразеологии.
Насколько я могу прийти к какому-либо ясному пониманию этого вопроса, наука — это не, как многие могли бы предположить, модификация черной магии, подходящая для вкусов девятнадцатого века и процветающая главным образом вследствие упадка Инквизиции.
Наука, я верю, есть не что иное, как обученный и организованный здравый смысл, отличающийся от последнего лишь так, как ветеран может отличаться от необученного новобранца: и ее методы отличаются от методов здравого смысла лишь настолько, насколько удар и выпад гвардейца отличаются от манеры, в которой дикарь орудует своей дубиной. Первичная сила в каждом случае одна и та же, и, возможно, у необученного дикаря рука более мускулистая, чем у обоих. Настоящее преимущество заключается в остроте и блеске оружия фехтовальщика; в тренированном глазе, быстром, чтобы высмотреть слабость противника; в готовой руке, быстрой, чтобы последовать за ней в тот же миг. Но, в конце концов, упражнение с мечом — это лишь рубка и тыканье дубинщика, развитые и усовершенствованные.
Так и огромные результаты, полученные Наукой, достигаются не мистическими способностями, не ментальными процессами, отличными от тех, которые практикует каждый из нас в самых скромных и низменных делах жизни. Детектив-полицейский обнаруживает грабителя по следам, оставленным его ботинком, с помощью ментального процесса, идентичного тому, с помощью которого Кювье восстановил вымерших животных Монмартра по фрагментам их костей. И не отличается ли процесс индукции и дедукции, с помощью которого дама, обнаружив пятно особого рода на своем платье, заключает, что кто-то опрокинул на него чернильницу, каким-либо образом, по существу, от того, с помощью которого Адамс и Леверье открыли новую планету.
Человек науки, по сути, просто использует со скрупулезной точностью методы, которые мы все, привычно и в каждый момент, используем небрежно; и деловой человек должен так же пользоваться научным методом — должен быть столь же истинным человеком науки, — как и самый заядлый книжный червь из всех нас; хотя я не сомневаюсь, что деловой человек обнаружит, что он философ, с таким же удивлением, какое проявил г-н Журден, когда обнаружил, что всю жизнь говорил прозой. Если, однако, нет никакой реальной разницы между методами науки и методами обыденной жизни, казалось бы, на первый взгляд, крайне маловероятным, чтобы существовала какая-либо разница между методами различных наук; тем не менее, постоянно принимается как должное, что существует очень широкая разница между физиологическими и другими науками с точки зрения метода.
Во-первых, говорят — и я беру этот пункт первым, потому что это обвинение слишком часто признается самими физиологами, — что биология отличается от физико-химических и математических наук тем, что она «неточна».
Теперь эта фраза «неточна» должна относиться либо к методам, либо к результатам физиологической науки.
Не может быть правильным применять ее к методам; ибо, как я надеюсь показать вам позже, они идентичны во всех науках, и все, что верно для физиологического метода, верно для физического и математического метода.
Являются ли тогда результаты биологической науки «неточными»? Я думаю, нет. Если я скажу, что дыхание осуществляется легкими; что пищеварение происходит в желудке; что глаз является органом зрения; что челюсти позвоночного животного никогда не открываются в стороны, а всегда вверх и вниз; в то время как челюсти членистоногого животного всегда открываются в стороны, а никогда не вверх и вниз — я перечисляю положения, которые столь же точны, как и все в Евклиде. Как же тогда возникло это представление о неточности биологической науки? Я верю, по двум причинам: во-первых, потому что вследствие большой сложности науки и множества мешающих условий мы очень часто можем лишь приблизительно предсказать, что произойдет при данных обстоятельствах; и во-вторых, потому что из-за сравнительной молодости физиологических наук очень многие из их законов все еще недостаточно разработаны. Но с образовательной точки зрения очень важно различать сущность науки и случайности, которые ее окружают; и по существу методы и результаты физиологии столь же точны, как и методы физики или математики.
Говорят, что физиологический метод является особенно сравнительным; [1] и это изречение также находит одобрение в глазах многих. Мне было бы жаль предполагать, что спекулянты на научной классификации были введены в заблуждение случайностью названия одной ведущей отрасли биологии — сравнительной анатомии; но я бы спросил, не являются ли сравнение и та классификация, которая является результатом сравнения, сущностью любой науки вообще? Как возможно обнаружить отношение причины и следствия любого рода, не сравнивая ряд случаев вместе, в которых предполагаемые причина и следствие происходят по отдельности или в сочетании? Сравнение отнюдь не является чем-то специфическим для биологической науки, я думаю, оно является сущностью каждой науки.
Спекулятивный философ снова говорит нам, что биологические науки отличаются тем, что они являются науками наблюдения, а не эксперимента! [2] Из всех странных утверждений, к которым спекуляция без практического знакомства с предметом может привести даже способного человека, я думаю, это самое странное. Физиология не экспериментальная наука? Почему, нет ни одной функции ни одного органа в теле, которая не была бы определена целиком и полностью экспериментом? Как Гарвей определил природу кровообращения, если не экспериментом? Как сэр Чарльз Белл определил функции корешков спинномозговых нервов, если не экспериментом? Как мы вообще узнаем использование нерва, если не экспериментом? Да, как вы даже узнаете, что ваш глаз — это ваш аппарат зрения, если не проведете эксперимент, закрыв его; или что ваше ухо — это ваш аппарат слуха, если не закроете его и тем самым не обнаружите, что стали глухими?
Было бы гораздо правильнее сказать, что физиология — это экспериментальная наука par excellence среди всех наук; та, в которой меньше всего можно узнать путем простого наблюдения, и та, которая предоставляет величайшее поле для упражнения тех способностей, которые характеризуют философа-экспериментатора. Признаюсь, если бы кто-нибудь попросил меня дать образец применения логики эксперимента, я бы не знал лучшей работы, чтобы дать ему в руки, чем недавние «Исследования функций печени» Бернара. [3]
Однако, чтобы не придавать этой лекции слишком полемический тон, я должен коснуться лишь еще одной доктрины, которой придерживается мыслитель нашего времени и страны, чьи мнения заслуживают всяческого уважения. Она заключается в том, что биологические науки отличаются от всех остальных тем, что в них классификация происходит по типу, а не по определению. [4]
Говорят, короче говоря, что класс естественной истории не поддается определению — что класс Rosaceae, например, или класс рыб, не является точно и абсолютно определяемым, поскольку его члены будут представлять исключения из любого возможного определения; и что члены класса объединены вместе только тем обстоятельством, что они все больше похожи на какую-то воображаемую среднюю розу или среднюю рыбу, чем они похожи на что-либо другое.
Но здесь, как и прежде, я думаю, различие возникло исключительно из-за смешения преходящего несовершенства с существенной характеристикой. Пока наша информация о них несовершенна, мы классифицируем все объекты вместе в соответствии с сходствами, которые мы чувствуем, но не можем определить; мы группируем их вокруг типов, короче говоря. Так, если вы спросите обычного человека, какие виды животных существуют, он, вероятно, скажет: звери, птицы, рептилии, рыбы, насекомые и т. д. Попросите его определить зверя от рептилии, и он не сможет этого сделать; но он скажет, что вещи, подобные корове или лошади, — это звери, а вещи, подобные лягушке или ящерице, — это рептилии. Вы видите, он действительно классифицирует по типу, а не по определению. Но чем эта классификация отличается от классификации научного зоолога? Чем значение научного названия класса «Mammalia» отличается от ненаучного «Звери»?
Почему, именно потому, что первое зависит от определения, второе — от типа. Класс Mammalia научно определяется как «все животные, которые имеют позвоночный скелет и кормят своих детенышей молоком». Здесь нет ссылки на тип, а есть определение, достаточно строгое для геометра. И таков характер, который каждый научный натуралист признает тем, к которому должны стремиться его классы — зная, как он знает, что классификация по типу — это просто признание невежества и временное устройство.
Столько в качестве негативного аргумента против предполагаемых различий между биологическими и другими методами. Никаких таких различий, я верю, на самом деле не существует. Предмет биологической науки отличается от предмета других наук, но методы всех идентичны; и эти методы суть —
1. Наблюдение фактов — включая под этим заголовком то искусственное наблюдение, которое называется экспериментом.
2. Тот процесс связывания похожих фактов в пучки, помеченные и готовые к использованию, который называется сравнением и классификацией, — результаты процесса, помеченные пучки, называются общими положениями.
3. Дедукция, которая переносит нас от общего положения снова к фактам — учит нас, если можно так сказать, предвидеть по этикетке, что находится внутри пучка. И, наконец —
4. Верификация, которая является процессом установления того, является ли, по сути дела, наше предвидение правильным.
Таковы методы любой науки вообще; но, возможно, вы позволите мне привести вам иллюстрацию их применения в науке о Жизни; и я возьму в качестве особого случая установление доктрины Кровообращения.
В этом случае простое наблюдение дает нам знание о существовании крови от какого-то случайного кровотечения, скажем; мы можем даже допустить, что оно информирует нас о локализации этой крови в определенных сосудах, сердце и т. д., от какого-то случайного пореза или тому подобного. Оно также учит существованию пульса в различных частях тела и знакомит нас со структурой сердца и сосудов.
Здесь, однако, простое наблюдение останавливается, и мы должны прибегнуть к эксперименту.