Читать онлайн «От мечты к открытию». Страница 67

В сущности, все биологические теории могут уложиться в следующие три категории: 1) теории образования элементов, 2) теории классификации и 3) теории причинности.

= ТЕОРИИ ОБРАЗОВАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ

Термином "биологический элемент" мы воспользовались для обозначения любого явления жизни, которое можно истолковать как некую целостность. Это может быть действующий фактор, объект воздействия или какое-либо их свойство (цвет, возраст). Комплексы -- это объединения более мелких элементов, однако сами они одновременно представляют собой элементы более крупных структур. Клетки являются элементами печени, печень представляет собой элемент целого организма, а организм есть элемент в рамках вида. Выделение элементов -- это просто удобная абстракция. Подобно алгебраическим символам, биологические элементы дают возможность оперировать сходными объектами, как какой-то целостностью, как бы собирая их в одну упаковку. Вместо того чтобы перечислять все составляющие элементы, достаточно просто назвать всю упаковку, как если бы она была чем-то элементарным, неизменным и четко выделенным из окружающего мира. Разумеется, ни один биологический элемент не является таковым, однако, сообщив, к примеру, что "содержащая крахмал пища вызывает ожирение", мы фиксируем самое существенное. Мы опускаем при этом такие детали: ожирение вызывает не всякая крахмалистая пища, не в любых количествах и не у всякого.

На протяжении всей известной нам истории человечества, зафиксированной в документах, перфекционисты не прекращали нападки на самый принцип образования элементов, но, как ни крути, без таких элементов в биологии не обойдешься. Биологический элемент, как и любой другой элемент Природы, имеет только статистический смысл: когда мы говорим, что от крахмала полнеют, мы имеем в виду, что в большинстве случаев большинство людей полнеют от крахмала; когда же мы говорим, что беременность длится девять месяцев, мы имеем в виду, что у большинства женщин беременность длится приблизительно девять месяцев.

Объединяющая теория действует подобно магниту. Она выбирает однотипные элементы из случайного распределения разрозненных фактов и объединяет их в одну удобную упаковку, с тем чтобы эти элементы можно было использовать, передавать в процессе обучения либо хранить в памяти.

ТЕОРИИ КЛАССИФИКАЦИИ

Классификация -- самый древний и самый простой научный метод.

Она служит предпосылкой всех типов теоретических конструкций, включающих сложную процедуру установления причинно-следственных отношений, которые связывают классифицируемые объекты. Без классификации мы не смогли бы даже разговаривать. В самом деле, основу всякого нарицательного существительного (человек, почка, звезда) составляет узнавание стоящего за ним класса объектов. Определить некий класс объектов (например, позвоночные) -- значит установить те существенные характеристики (позвоночник), которые являются общими для всех составляющих этот класс элементов. Тем самым классификация предполагает выявление тех меньших элементов, которые входят в состав большего элемента (самого класса). Все классификации основываются на обнаружении той или иной упорядоченности. Наука занимается не отдельными объектами как таковыми, а обобщениями, т. е. классами и теми законами, в соответствии с которыми упорядочиваются объекты, образующие класс. Вот почему классификация представляет собой фундаментальный процесс. Это, как правило, первый шаг в развитии науки.

Мы уже говорили о том, что наилучшая теория классификации -- та, которая объединяет наибольшее число фактов самым простым из возможных способов.

Представим это графически. На рисунке изображен изначальный беспорядок, открывающийся перед исследователем при обнаружении явно не связанных между собой элементов. Семь из них имеют нечто общее: все они содержат черные линии. Назовем их "классом с черными полосами", с тем чтобы отличать от всех других объектов, которые не содержат черных линий. В рамках данного класса можно различать также подклассы с точечной II черной полосами, клеточной и черной полосами и просто с черной полосой. В результате остался единственный объект (No 3), не соответствующий ни одному из названных подклассов, поскольку он содержит сразу две черные полосы, одну точечную и одну клеточную. Подобная классификация строится не на теории, а на простом наблюдении.

Столкнувшись с аналогичной ситуацией при изучении явлений Природы, наблюдатель, возможно, попытался бы свести все объекты в единую систему, исходя из их размера, формы и структуры. Он мог бы сформулировать допущение (гипотезу), согласно которому он открыл новые принципы упорядоченности отдельных объектов. Предприняв ряд попыток объединить их, он, возможно, отыщет некий способ их организации, соответствующий гипотезе, согласно которой все эти объекты характеризуются тем, что естественным образом располагаются по двум параллельным линиям.

Если наблюдатель достаточно решителен, он даже выявит определенную последовательность в переходе от большого круга (No 5) до малого эллипса (No 1), а также вторую систему: большой квадрат (No 7) преобразуется в меньшую фигуру с закругленными углами (No 6). В результате подобного расположения рассматриваемых объектов выявляются некоторые новые виды упорядоченности. Например, согласно данным измерений, максимальный диаметр последовательных объектов верхнего ряда уменьшается по мере движения слева направо на величину, равную в точности меньшему диаметру (т. е. ширине) фигуры No 1. И, более того, все объекты в обоих рядах можно теперь соединить между собой прямыми линиями (точечными, клеточными или черными), представляющими собой проекции внутренней, "естественной" структуры объектов-элементов.

И все же данная классификация не может быть признана удовлетворительной. Элемент No 3, содержащий и точечную, и клеточную линии, не соответствует сколько-нибудь естественным образом ни одной из двух последовательностей, а линия, соединяющая верхний и нижний ряды, выглядит искусственной: рассматриваемые элементы не содержат предпосылок существования столь длинной ломаной линии (соединяющей элементы No 3 и No 6), как это постулируется в указанном на рисунке их гипотетическом расположении. И наконец, легко заметить, что несколько элементов не могут быть расположены вертикально, поскольку полосы в них идут горизонтально. Данная гипотеза не предполагает сколько-нибудь упорядоченной связи между элементами, и все же, как ни плоха наша классификация (мы не знаем, можно ли считать ее ошибочной), она обнаруживает некоторые неожиданные закономерности.

Но вот следующий наблюдатель, намереваясь внести больше порядка, разместил все элементы в одну линию.

Эта картина, пожалуй, несколько проще. Прежде всего соблюдается естественный порядок номеров от 1 до 7. Но один элемент, а именно No 3, все еще создает некоторый беспорядок, номера элементов по-прежнему не расположены строго вертикально, соединяющие линии все еще содержат чисто гипотетические изгибы (существование которых ни в коей мере не вытекает из наблюдаемых свойств самих элементов), а внезапное несоответствие размера и формы элементов No 5 и No 6 выглядит искусственным.

И тогда третий наблюдатель классифицирует рассматриваемые элементы по совершенно новой системе, располагая их все в виде буквы Y.

Такая классификация имеет очевидные преимущества перед всеми остальными. Она соединяет и упорядочивает все семь элементов наиболее простым способом, используя минимальное количество идеально прямых соединительных линий (допущений), причем все они соответствуют естественной структуре самих элементов.

В этом случае гипотеза становится теорией, в особенности если она обладает предсказательной силой. Последняя могла бы проявиться, например, в следующем: вполне можно было бы ожидать, что, изучая область, лежащую влево от элемента No 1, мы обнаружили бы еще меньшие по размеру эллипсы с черной полосой или что в правом верхнем углу от элемента No 5 появились бы еще более крупные круги с точечными и черными линиями.

Если теория получает подтверждение такого рода, то она может способствовать формулированию новых гипотез. Так появляется возможность предположить, что все рассматриваемые элементы имеют общий "порядок", располагаясь слева от элемента No 1 (теория эволюции), или же что все элементы проявляют тенденцию к упрощению -- превращению во все меньшие по размеру эллипсы с единственной черной полосой наподобие элемента No 1 (теория развития в сторону упрощения). Как и для любой чистой теории классификации, подтверждением нашей теории могут служить лишь те закономерности, которые она создает, включая и способность ее предсказывать будущие закономерности (например, где следует ожидать появления дополнительных элементов и каких именно). Данная теория не делает попыток вскрыть причинно-следственные отношения между элементами, однако она обеспечивает основание для этого шага, который, как правило, предпринимается на более поздних стадиях исследования. Сама по себе упорядоченность уже предсказывает наличие причинно-следственных связей. К примеру, если мы, изучая явления Природы, заметили, что те или иные элементы организованы по принципу уже известной нам Y-образной модели, мы могли бы ожидать, что под действием некоторых локальных факторов в направлении ветвей фигуры Y появились черные, точечные или клеточные линии. В то же время можно было бы также ожидать, что наличие во внутренней структуре таких линий заставило рассматриваемые элементы принять Y-образную форму.