Человек как предмет естествознания

Человек – предмет изучения как наук о природе (естествознания), так и наук о духе (гуманитарного и социального познания). Между естественным и гуманитарным знанием ведется непрерывный диалог по проблеме человека, обмен информацией, теоретическими моделями, методами и т. п.

Центральное место в комплексе естественно-научных дисциплин о человеке занимает антропология, основной предмет ее изучения – антропосоциогенез, т. е. происхождение человека и общества (6.2, 6.3). Для решения собственных задач антропология привлекает данные эмбриологии, приматологии, геологии и археологии, этнографии, лингвистики и др.

Соотношение биологического, психологического и социального в человеке, а также биологические основы социальной деятельности рассматриваются социобиологией и этологией (6.8).

Изучение психики человека, соотношения сознательного и бессознательного, особенностей психического функционирования и т. п. – область психологии, внутри которой существует множество самостоятельных направлений и школ (6.4, 6.5).

Проблема соотношения сознания и мозга, которая также выступает одной из тем естественно-научного изучения человека, находится на стыке психологии, нейрофизиологии и философии (7.7).

Человек как часть живой природы, характер его взаимодействий с биосферой – предмет рассмотрения экологии и близких к ней дисциплин (5.8).

Таким образом, можно определенно утверждать, что проблема человека имеет междисциплинарный характер, а современный естественно-научный взгляд на человека представляет собой комплексное и многоаспектное знание, получаемое в рамках различных дисциплин. Целостный взгляд на человека, его сущность и природу невозможен также без привлечения данных гуманитарного и социального познания и философии.

22. В буквальном переводе термин “биосфера” обозначает сферу жизни и в таком смысле он впервые был введен в науку в 1875 г. австрийским геологом и палеонтологом Эдуардом Зюссом (1831 – 1914). Однако задолго до этого под другими названиями, в частности "пространство жизни", "картина природы", "живая оболочка Земли" и т.п., его содержание рассматривалось многими другими естествоиспытателями.

Первоначально под всеми этими терминами подразумевалась только совокупность живых организмов, обитающих на нашей планете, хотя иногда и указывалась их связь с географическими, геологическими и космическими процессами, но при этом скорее обращалось внимание на зависимость живой природы от сил и веществ неорганической природы. Даже автор самого термина "биосфера" Э.Зюсс в своей книге "Лик Земли", опубликованной спустя почти тридцать лет после введения термина (1909 г.), не замечал обратного воздействия биосферы и определял ее как "совокупность организмов, ограниченную в пространстве и во времени и обитаюшую на поверхности Земли".

Первым из биологов, который ясно указал на огромную роль живых организмов в образовании земной коры, был Ж.Б. Ламарк (1744 – 1829). Он подчеркивал, что все вещества, находящиеся на поверхности земного шара и образующие его кору, сформировались благодаря деятельности живых Результаты такого подхода незамедлительно сказались при исследовании общих проблем воздействия биотических, или живых, факторов на абиотические, или физические, условия. Так, оказалось, например, что состав морской воды во многом определяется активностью морских организмов. Растения, живущие на песчаной почве, значительно изменяют ее структуру. Живые организмы контролируют даже состав нашей атмосферы. Число подобных примеров легко увеличить, и все они свидетельствуют о наличии обратной связи между живой и неживой природой, в результате которой живое вещество в значительной мере меняет лик нашей Земли. Таким образом, биосферу нельзя рассматривать в отрыве от неживой природы, от которой она, с одной стороны зависит, а с другой – сама воздействует на нее. Поэтому перед естествоиспытателями возникает задача – конкретно исследовать, каким образом и в какой мере живое вещество влияет на физико-химические и геологические процессы, происходящие на поверхности Земли и в земной коре. Только подобный подход может дать ясное и глубокое представление о концепции биосферы. Такую задачу как раз и поставил перед собой выдающийся российский ученый Владимир Иванович Вернадский (1863 – 1945).

Биосфера и человек

Современный человек сформировался около 30-40 тыс. лет назад. С этого времени в эволюции биосферы стал действовать новый фактор – антропогенный.

Первая созданная человеком культура – палеолит (каменный век) продолжалась примерно 20-30- тыс. лет!?! она совпала с длительным периодом На сегодня специалисты Университета Канзаса пришли к выводу, что данные события имеют под собой внеземные факторы. Их идея строится на том факте, что все звезды как в нашей Галактике, так и во Вселенной вообще не находятся на постоянных точках, а движутся вокруг какого-либо центра, например, центра галактики. В процессе их движения они могут проходить через какие-либо зоны с неблагоприятными условиями, высокой радиацией.

Наша солнечная система также не является в данном случае исключением - она также вращается вокруг центра галактики, причем период ее обращения составляет 64 млн лет, то есть почти столько же, сколько занимают циклы биоразнообразия на Земле.

Ученые говорят, что наша галактика Млечный путь имеет гравитационную зависимость от кластера галактик, расположенного на расстоянии 50 млн световых лет. По мнению Адриана Мелотта и Михаила Медведева, астрономов Университета Канзаса, в процессе движения эти объекты неизбежно сближаются, что приводит к сильным гравитационным нарушениям, в результате чего могут даже изменяться орбиты планет.

По предположению ученых, в результате периодических сближений и происходят гравитационные отклонения, действующие и на Землю. В результате этих изменений повышается радиационный фон, а в результате того, что планета может несколько изменить свою орбиту на Земле может очень значительно измениться и климат, что собственно и могло приводить к массовым вымираниям животных в истории нашей планеты.

На пути к ноосфере

В современном мире понятие «биосфера» получает иное толкование — как планетное явление космического характера.

Новое понимание биосферы стало возможно благодаря достижениям науки, провозгласившей единство биосферы и человечества, единство человеческого рода, планетарный характер человеческой деятельности и ее соизмеримости с геологическими процессами. Такому пониманию способствуют небывалый расцвет («взрыв») науки и техники, развитие демократических форм человеческого общежития и стремление к миру народов планеты.

Учение о переходе биосферы в ноосферу — вершина научного и философского творчества В. И. Вернадского. Еще в 1926 г. он писал, что «созданная в течение всего геологического времени, установившаяся в своих равновесиях биосфера начинает все сильнее и глубже меняться под влиянием деятельности человечества». Вот эту-то биосферу Земли, измененную и преобразованную во имя и во благо человечества, он и назвал ноосферой.

Понятие ноосферы как современной стадии, геологически переживаемой биосферой (в пер. с древнегреч. ноос — разум, т. е. сфера разума), ввел в 1927 г. французский математик и философ Э. Леруа (1870 — 1954) в своих лекциях в Париже. Э. Леруа подчеркивал, что пришел к такому толкованию биосферы вместе со своим другом, крупнейшим геологом и палеонтологом Шарденом (1881 — 1955).

Что такое ноосфера? В 1945 г. В. И. Вернадский в одном из своих научных трудов писал: «Сейчас, в XIX и XX столетиях, началась в истории Земли новая геологическая эра. Одни из геологов — американцы (Д. Леконт и Ч. Шухерт) назвали ее «психозойной» эрой, а другие, как академик А. П. Павлов, — «антропогенной» геологической эрой. Эти названия отвечают новому большому геологическому явлению: человек стал геологической силой, впервые меняющей лик нашей планеты, силой, которая представляется стихийной». И далее: «Человек впервые реально понял, что он житель планеты и может — должен — мыслить и действовать в новом аспекте, не только в аспекте отдельной личности, семьи или рода, государств или их союзов, но и в планетном аспекте. Он, как и все живое, может мыслить и действовать в планетном аспекте только в области жизни — в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно, закономерно связан и уйти из которой он не может. Его существование есть ее функция. Он несет ее с собой всюду. И он ее неизбежно, закономерно, непрерывно изменяет».

Процесс перехода биосферы в ноосферу неизбежно несет в себе черты сознательной, целеустремленной деятельности человека, творческого подхода. В. И. Вернадский понимал, что человечество должно оптимально использовать ресурсы биосферы, стимулируя ее возможности как среды обитания человека. Ученый считал, что научная мысль будет вести человечество по пути к ноосфере. При этом он обращал особое внимание на геохимические последствия деятельности человека в окружающей его среде, позднее названные его учеником — академиком А. Е. Ферсманом — «техногенезом». В. И. Вернадский писал о том, какие возможности открываются перед человеком в использовании внебиосферных источников энергии — энергии атомного ядра, которую никогда раньше живые организмы не использовали. Освоение независимых от биосферы потоков энергии, а также синтез аминокислот — основного структурного элемента белка — ведут к качественно новому экологическому состоянию. Это — дело будущего, но уже сейчас человек стремится строить свои отношения с «живым покровом» планеты, сохраняя биоразнообразие. И в этом видится глубокий оптимизм учения Вернадского: окружающая среда перестала противостоять человеку как непознанная, могучая, но слепая внешняя сила. Однако, регулируя силы природы, человек берет на себя огромную ответственность. Так родилась новая биосферная, экологическая этика XX в.

Глубоко проникнув в основные закономерности развития окружающей природы, В. И. Вернадский значительно опередил свою эпоху. Вот почему он нам ближе, чем многим своим современникам. В поле зрения ученого постоянно находились вопросы практического приложения научных знаний. В его понимании наука лишь тогда в полной мере осуществляет свое назначение, когда обращается непосредственно к человеческим нуждам и потребностям.

В 1936 г. В. И. Вернадский в работе, оказавшей значительное влияние на развитие науки и во многом изменившей взгляды его последователей, «Научная мысль как планетное явление» (при его жизни так и не опубликованной) пишет: «Впервые человек охватил своей жизнью, своей культурой всю верхнюю оболочку планеты — в общем, всю биосферу, всю связанную с жизнью область планеты».

Современная естественно-научная картина мира и границы научного познания

Взаимосвязи между наукой и метафизикой (философией и религией) никогда не были простыми, так как порождаемые ими представления о мире часто оказывались не вполне совпадающими или вовсе несовместимыми. Само по себе это ничуть не удивительно, так как каждая из этих областей знания обладает своей динамикой развития, своими традициями и правилами игры, своими источниками и критериями истинности; согласованность этих различных по своей природе «картин мира» не может быть обеспечена в каждый отдельный момент из-за принципиальной неполноты любого знания. Однако внутренняя потребность человека в непротиворечивости, целостности мировоззрения неизменна, и отсюда проистекает необходимость в осознании и примирении указанных выше противоречий или хотя бы в удовлетворительном их объяснении.

В каждый момент истории эти противоречия в индивидуальном и общественном сознании обретают свою специфику, фокусируются на разных вопросах и нередко политизируются, становясь, например, одним из существенных пунктов избирательной кампании в США или привлекая внимание прессы в связи с судебными процессами о содержании школьных образовательных программ. Порой это приводит к своеобразной шизофрении общественного сознания, когда гуманитарии и «естественники» утрачивают общий язык и перестают понимать друг друга. Как можно охарактеризовать современное состояние этой вечной проблемы?

Здесь существует несколько, как мне кажется, узловых моментов. Есть много новых и пока малоизвестных широкой публике открытий в математике и естествознании, которые принципиально меняют естествен научную картину мира и подход современной науки к мировоззренчески спорным вопросам.

Один из таких вопросов — принцип причинности и свобода воли. Естествознание исходит из того, что, во-первых, мир закономерен и, во-вторых, законы его развития познаваемы. Без этих допущений наука работать не может, так как если законов нет, то исчезает предмет познания; если же эти законы существуют, но непостижимы, то научное познание тщетно. Кроме того, каждый человек воспринимает свободу собственной воли как несомненный эмпирический факт, вопреки любым научным, философским или религиозным доводам, его отрицающим. Всеобщая причинность и закономерность несовместимы с подлинной свободой воли, и если в научной картине мира нет места для этого первичного в нашем восприятии факта, то остаётся либо считать этот психологический факт иллюзией восприятия, либо признать такую научную картину мира ложной или принципиально неполной.

Именно в таком раздвоенном мире существовало европейское образованное общество около двух веков — в период безраздельного господства механистического научного мировоззрения. Механика Ньютона–Лапласа объясняла мир как состоящий исключительно из пустоты и частиц, взаимодействие которых однозначно описывалось законами механики; дополнение этой картины механистической теорией теплоты Больцмана–Гиббса и электродинамикой Максвелла нисколько не нарушала этого всеобщего детерминизма и лишь укрепляло его демонстрацией возможности сведения и других известных науке явлений к интегрируемым уравнениям движения, однозначно выводящим будущее из прошлого. Свободе воли, а значит, религии и этике, на этой свободе основанных, в такой естественно-научной картине мире места не было. Религиозно-этические и научные представления оказались концептуально несовместимыми.

Этот конфликт естественно-научного материализма и религиозно-этического сознания продолжает отравлять интеллектуальную атмосферу и современного общества, несмотря на то, что за последние десятилетия наука радикально пересмотрела свои притязания. Она убедилась в принципиальной невозможности сведения функционирования сложных систем к законам, определяющим взаимодействия их элементов, и гораздо осторожнее подходит к возможности прогнозирования будущего мира, исходя из его актуального состояния. Лапласов детерминизм ныне окончательно отвергнут как ложный, ошибочный вывод. Но многие ли знают, какая научная революция привела к этому радикальному пересмотру? Школьная физика игнорирует эту научную революцию, и устаревшие представления о потенциальных возможностях естествознания по-прежнему доминируют в сознании образованного общества.

Существуют объективные причины для такого отставания. Концепции самоорганизации, нелинейной динамики, хаоса, обосновывающие отказ от сплошной, всепроникающей причинности мироздания, математически трудны и на каждом шагу противоречат привычным для нас представлениям. Наше традиционное мышление, основанное на повседневном опыте, линейно и причинно; мы привыкли думать, что самопроизвольное возникновение высокоупорядоченных сложных структур из однородного состояния невозможно, и даже когда оно демонстрируется в чрезвычайно наглядных, простых и хорошо воспроизводимых опытах, вроде реакции Белоусова–Жаботинского, это производит впечатление какого-то фокуса или чуда.

Ещё труднее осознать, насколько серьёзные мировоззренческие выводы следуют из признания реальности спонтанных, недетерминированных физических явлений. Ведь такие явления не находятся на периферии физического мира как некие маловажные, экзотические частности, не меняющие общей картины. Напротив, они встроены в узловые точки развития мира как целого и определяют его динамику решающим образом. Из точек бифуркации решений эволюционных уравнений, то есть точек, где утрачивается однозначность продолжения решений по времени, из возникающих в этих точках флуктуаций разрастаются решения, которым соответствуют все реально наблюдаемые структуры физического мира — от галактик и их спиральных рукавов до звёзд и планетных систем. Конвективная неустойчивость мантийного вещества порождает материки и океаны, определяет тектонику плит, а та, в свою очередь, — все основные формы рельефа на всех пространственных масштабах: от общего рисунка орографической сети (сеть рек и горных хребтов) до характерных форм природных ландшафтов. Эта эволюционная динамика нелинейна: она не только определяет образующиеся формы, но и сама зависит от исторически сложившихся форм. Такие обратные связи (лежащие в основе нелинейности) приводят к общим законам формообразования, к прогрессивному усложнению и росту разнообразия. Такая, можно сказать, генетическая морфология, или морфодинамика, в отличие от описательной морфологии, делает в настоящее время лишь свои первые шаги, но и они впечатляющи, так как рисуют картину мира, коренным образом отличающуюся от привычной нам со школьной скамьи.

Ключевым для новой картины мира служит слово «спонтанно». Фактически оно означает отказ от физического принципа причинности при описании важнейших событий в развитии сложных систем. Спонтанность можно трактовать как случайность, необусловленность физическими причинами, а можно — как проявление сверхприродных сил и принципов разного рода: Божьей воли, Провидения, Предустановленной гармонии, неких вечных, вневременных математических принципов в духе Лейбница или Спинозы. Но все эти трактовки уже лежат вне рамок естествознания, они никак не навязываются наукой, но не могут и противоречить ей. Другими словами, новая естественно-научная картина мира не позволяет отделить собственно физику от метафизики, сделать их взаимно независимыми.

Следующий мировоззренчески важный вывод — принципиальная невозможность хотя бы качественного долгосрочного прогноза развития достаточно сложных нелинейных систем. Возникает понятие «горизонта прогнозирования»: так, более или менее надёжный прогноз погоды возможен на одну-две недели вперёд, но принципиально невозможен на полгода. Дело в том, что для сложных систем типично притяжение эволюционных траекторий к границам в фазовом пространстве, отделяющим области с разными режимами устойчивости, а поэтому и смена режимов (с неким характерным временем пребывания в области с определёным режимом). Этот факт делает невозможным даже качественный прогноз на срок, превышающий характерное время смены режимов. В принципе то же самое относится и к прогнозу изменений климата, только период здесь больше, чем для прогноза погоды. Мы никогда не сможем предсказать изменения климата на период свыше трёх-четырёх десятилетий и надёжно экстраполировать выявленные в прошлом статистические закономерности дальше, чем на период, на котором они установлены. Хаотическая динамика процесса принципиально исключает такую возможность.

Здесь наука вновь обнаруживает принципиальные и неустранимые границы своих объяснительных и прогностических возможностей. Это, конечно, не означает её дискредитацию как источника объективного и достоверного знания, но заставляет отказаться от концепции сциентизма, то есть от философии, утверждающей всемогущество и безграничность возможностей науки. Эти возможности хотя и велики, но имеют свои пределы, и нужно, наконец, проявить мужество и признать этот факт.

 

Биотехнологии, естественнонаучное познание и технические науки

Структурная организация биотехнологии (включающая связи со многими областями биологии, с химией, физикой, математикой, с техническими науками, инженерно-технологической деятельностью, с производством) позволяет ин­тегрировать в ее рамках естественнонаучные, научно-технические знания и производственно-технологический опыт. При этом формы интеграции науки и производства, осуществляемые в рамках биотехнологии, качественно отли­чаются от форм интеграции, реализуемых во взаимодействии других наук с производством. Во-первых, технические приемы используются в таких областях биологии, которые уже явились результатом интеграции с физикой, химией, математикой, кибернетикой,— генная инженерия, молекулярная биология, био­физика, бионика и др. В результате формирование понятий биотехнологии, носящих синтетический характер, отражает определенный момент в движении к системе общетехнических понятий, охватывающей кроме традиционных новые виды технических объектов, технической деятельности. Во-вторых, в форме биотехнологии задается ориентация развития нового технологического способа производства, в котором существовала бы фаза, направленная на восстановление нарушенного природного равновесия. Биотехнология и в этом, экологическом, отношении проявляет свои преимущества: она способна функ­ционировать таким образом, что возможно использование полученных на отдельных стадиях синтеза продуктов в сложных циклах производства, т. е. по­является возможность разработки безотходных производственных техноло­гических процессов.

Наиболее перспективной областью биотехнологии является генная инже­нерия. Технологичность генной инженерии связана с возможностью исполь­зовать ее объекты и знания не только в производственных целях, а именно для разработки новых технологических процессов. Она технологична по содержанию своей исследовательской деятельности, так как ее основу составляют проекти­рование и конструирование «искусственных» молекул ДНК. В методологическом смысле в генной инженерии налицо все признаки конструирования: проект-схема, отражающая замысел исследователя и определяющая целевую направ­ленность будущего объекта, искусственность исследуемого объекта: целенаправ­ленная конструкторская деятельность, результатом которой является новый искусственный объект — молекула ДНК.

Как видно, генная инженерия технологична как во внешнем (производственно-технологическом), так и во внутреннем (собственное содержание науки, ее методы) отношении.

Особенности генной инженерии как технологии связаны с качественной спецификой конструирования в ней в сравнении с конструированием в инженерно-технических областях. Эта специфика состоит в том, что результатом конструи­рования выступают саморегулирующиеся системы, которые, являясь биоло­гическими, в то же время могут квалифицироваться как искусственные (технические). Следует также подчеркнуть, что если в инженерно-технической деятельности конструирование и техническое воплощение новых систем связано с системной проектировочной деятельностью, то в биологии конструирование связано со всей системой физико-химических, молекулярно-биологических методов и знаний, которые интегрированы в теоретической модели, предшествующей искусственной системе.