Замечания о методе в биологии и особенно в теории эволюции

Во второй части лекции, — которую мне пришлось безжалостно урезать, чтобы освободить место для третьей части, — я намереваюсь кратко обсудить несколько проблем, связанных с методом в биологии.

Я начну с двух общих тезисов. Вот мой первый тезис:

(1) Если кто-то думает, что научный метод всегда ведет к успеху в науке, он жестоко ошибается. Не существует царской дороги к успеху. (256:)

Вот мой второй тезис:

(2) Если кто-то думает, что научный метод, или Научный Метод с большой буквы, может служить оправданием (justifying) научных результатов, он также жестоко ошибается. Научный результат невозможно оправдать. Его можно только критиковать и проверять. И самое большее, что можно будет сказать в его пользу — это что в результате всех проверок и критики он представляется более интересным, более мощным, более многообещающим и более приближенным к истине, чем его соперники.

Несмотря на эти намеренно обескураживающие тезисы можно утверждать и нечто более позитивное. Существует некое подобие ключа к успеху, и я вам его открою. Вот он.

На каждом этапе своих исследований старайтесь как можно яснее представлять себе проблему и наблюдайте, как она изменяется и становится все более определенной. Старайтесь все время сохранять как можно более ясное представление о различных теориях, которых вы придерживаетесь, и не забывайте о том, что все мы бессознательно придерживаемся каких-то теорий или считаем их само собой разумеющимися, хотя большинство из них почти наверняка ошибочны. Снова и снова старайтесь формулировать теории, которых вы придерживаетесь, и критикуйте их. И пробуйте строить альтернативные теории, даже по отношению к тем теориям, которые, как вам кажется, обязательно должны быть верными: только таким способом вы сможете лучше разобраться в теориях, которых вы придерживаетесь. Как только какая-то теория начинает казаться вам единственно возможной, примите это за сигнал о том, что вы не разобрались ни в теории, ни в проблеме, которую она призвана разрешить. И всегда смотрите на свои эксперименты как на проверку теории — как на попытку найти в ней недостатки и опровергнуть ее. Если вам представляется, что какой-то эксперимент или наблюдение подтверждает теорию, помните, что на самом деле он просто ослабляет некоторую альтернативную теорию, которая, возможно, раньше не приходила вам в голову. Всегда стремитесь опровергнуть свои собственные теории и заменить их другими: это лучше, чем защищать их и предоставить другим опровергать их. Помните также, что хорошая защита теории от критики — необходимая часть всякой плодотворной дискуссии, ибо только защищая вашу теорию, можно определить, насколько она сильна и насколько убедительна направленная против нее критика. Бессмысленно обсуждать или критиковать теорию, если не стараться довести ее до совершенной формы и возражать против нее только в такой ее форме.

Можно сказать, что описанный здесь процесс открытия или получения знаний о мире является скорее побуждающим (evocative), нежели научающим (instructive), если воспользоваться различением, которое использовал сэр Питер Медавар в своих Рейтовских (Reith) лекциях⁹⁾. Мы изучаем окружающую действительность, не обучаясь у нее, а принимая ее вызов: она вызывает у нас определенные реакции (в том числе и наши

 

⁹⁾ [Medawar P. B. The Future of Man, Methuen, 1961]. (257:)

 

ожидания, прогнозы или предположения), а ее изучение происходит путем исключения неудачных реакций — иначе говоря, мы учимся на своих ошибках. Такого рода побуждающий метод может, тем не менее, имитировать, или симулировать, обучение: его результаты могут иметь такой вид, как будто мы построили свои теории, начав с наблюдений и далее двигаясь по индукции. Это представление о том, что побуждающий процесс эволюции имитирует обучающий процесс, характерно для дарвинизма и будет играть важную роль в следующей части моей лекции.

Открытие Дарвином теории естественного отбора часто сравнивали с открытием Ньютоном теории тяготения. Это ошибка. Ньютон сформулировал несколько универсальных законов, предназначенных для описания взаимодействия в физической Вселенной и обусловленного им ее поведения. Теория эволюции Дарвина не предлагает таких универсальных законов. Нет никаких дарвиновских законов эволюции. Правда, Герберт Спенсер пытался сформулировать универсальные законы эволюции — законы «дифференциации» и «интеграции». Как я попытался показать, они небезынтересны и, быть может, достаточно верны, однако они расплывчаты и по сравнению с законами Ньютона почти совсем лишены эмпирического содержания. (Сам Дарвин не считал законы Спенсера особенно интересными.)

Тем не менее, революционное влияние Дарвина на рисуемую нами картину окружающего нас мира по меньшей мере так же велико, хотя и не столь глубоко, как влияние Ньютона. Дарвиновская теория естественного отбора показала, что в принципе возможно свести телеологию к причинности, объяснив в чисто физических терминах существование в мире определенного плана и цели.

Дарвин показал, что механизм естественного отбора может в принципе имитировать действия Творца, Его цели и планы, и что он может также имитировать разумные действия человека, направленные на какую-то определенную цель или задачу.

Если это верно, то можно сказать с точки зрения биологического метода: Дарвин показал, что все мы вольны использовать в биологии телеологические объяснения — даже те из нас, кто считает, что все объяснения должны быть причинными. Потому что он показал в точности следующее: в принципе каждое конкретное телеологическое объяснение можно когда-нибудь свести к причинному объяснению или объяснить таковым.

Хотя это было великое достижение, мы должны добавить, что здесь очень важно ограничение, выраженное словами в принципе. Ни Дарвин, и ни один дарвинист пока что не дали на деле причинного объяснения приспособительной эволюции хоть одного отдельного организма или отдельного органа. Они показали только — и это очень много, — что такое объяснение может существовать (то есть, что оно логически возможно).

Видимо, не стоит и говорить, что мои воззрения на дарвинизм вызовут множество возражений у биологов, считающих, что телеологические объяснения в биологии немногим лучше теологических. Их влияние достаточно велико, чтобы заставить столь сильного человека, как сэр Чарльз (258:)

Шеррингтон, заявить в весьма покаянном духе, что «мы получим должную пользу от изучения рефлекса некоторого конкретного типа только в том случае, если сможем обсуждать его непосредственную задачу как акт адаптации»¹⁰).

Один из наиболее очевидных моментов дарвинизма, который, тем не менее, очень важен для третьей части моей лекции, состоит в том, что с большой вероятностью выживает только такой организм, который проявляет в своем поведении сильную тенденцию, наклонность (disposition) или предрасположенность (propensity) бороться за свое выживание. Таким образом, подобная предрасположенность будет иметь тенденцию становиться частью генетической структуры всех организмов — она будет проявляться в их поведении и в большой части, если не во всем строении этих организмов. Это, безусловно, означает, что естественный отбор не просто имитирует, а, хотя бы в принципе, объясняет телеологию.

Аналогичным образом можно сказать, что учение Ламарка и особенно его доктрину о том, что использование органов вызывает их развитие, а неиспользование — их вырождение, в некотором смысле объяснили в терминах естественного отбора Дж. М. Болдуин (философ из Принстона), [Уоддингтон и Симпсон] и Эрвин Шредингер¹¹). Их метод объяснения был развит и, на мой взгляд, существенно расширен в гипотезе, которую я собираюсь представить в третьей части моей лекции, и поэтому я не стану анализировать его сейчас. Однако я хочу пояснить, что Болдуин, [Уоддингтон, Симпсон] и Шредингер показали, каким образом ламарковскую эволюцию путем обучения может имитировать дарвиновская эволюция путем естественного отбора.

Объяснения этого типа существуют также в физике. Простым примером может служить гипотеза, впервые выдвинутая Кантом, а впоследствии — Лапласом, которая пытается объяснить тот факт, что все планеты нашей солнечной системы движутся приблизительно в одной плоскости и в одном направлении вокруг Солнца. Эта «Туманностная (Небулярная) Гипотеза» (как ее называл Спенсер) предполагает, что типичная исходная ситуация представляет собой вращающуюся туманность, из которой формируются планеты посредством некоторого процесса конденсации (или, по Спенсеру, дифференциации и интеграции). Таким образом эта теория объясняет или имитирует некоторый порядок, который на первый взгляд может показаться сознательно сконструированным. [Здесь можно упомянуть о том, что гипотезу туманностей Канта и Лапласа можно было бы

 

¹⁰⁾ Цитирую по книге Sherrington Sir Charles, The Integrative Action of the Nervous System, 1906, 1947, с 238.

¹¹⁾ См. Boldwin J.M. Development and Evolution, New York, London, Macmillan, 1902, и Schrцdinger E. Mind and Matter, 1958, особенно главу «Поддельный ламаркизм», р. 26 и далее. [Вначале я ссылался здесь также на книгу сэра Джулиана Хаксли (Huxley Sir Julian) Evolution — the Modern Synthesis, 1942. Сэр Питер Медавар обратил мое внимание на то, что эта ссылка в данном контексте сомнительна, и порекомендовал сослаться на работу К. X. Уоддингтона — Waddington С. Н. Genetic Assimilation of an Acquired Character // Evolution. Lancaster (Pa), 1953. Vol.7, №2. Pp. 118-126; см. также примечание 56 к главе 6 настоящей книги.] (259:)

 

усилить или даже, может быть, заменить гипотезой типа «выживания». По этой гипотезе, система планет, движущихся по плоскостям, находящимся под большим углом друг к другу, или движущихся в разных направлениях, была бы на несколько порядков менее устойчива, чем подобная нашей, поэтому вероятность встретить такую менее устойчивую систему очень мала.] Можно привести еще следующий пример из физики: ньютоновская теория гравитации оперирует силами притяжения, действующими на расстоянии. [В 1782 году Ж.-Л. Лесаж опубликовал теорию, которая объясняет ньютоновское взаимодействие на расстоянии, имитируя его. В этой теории действуют не силы притяжения, а просто тела, толкающие другие тела¹²).] Можно сказать, что теория гравитации Эйнштейна показывает, как можно имитировать систему Ньютона при помощи объясняющей системы, не использующей ни столкновений, ни сил притяжения. Здесь важно то, что имитируемое объяснение, то есть теорию Ньютона, можно назвать приближением к теории Эйнштейна и к истине. Теория естественного отбора действует подобным же образом. В каждом конкретном случае она начинает с упрощенной модельной ситуации — ситуации, состоящей из определенного вида организмов, обитающих в определенной окружающей среде, а затем пытается показать, почему в этой ситуации определенные мутации могут оказаться полезными для выживания. Таким образом, даже если учение Ламар-ка неверно, что, по-видимому, действительно так, все же дарвинистам следует уважать его как первое приближение к дарвинизму ¹³\

На самом деле слабым местом теории Дарвина является хорошо известная проблема: как объяснить эволюцию, которая на первый взгляд кажется целенаправленной (как, например, эволюция человеческого глаза), невероятным количеством очень маленьких шажков — ведь по Дарвину каждый из этих шажков является результатом чисто случайного изменения. Трудно объяснить, как все эти независимые случайные изменения могут оказаться полезными для выживания. [Это особенно трудно в случае «наследуемого поведения» по Лоренцу.] Мне представляется важным шагом к объяснению подобных явлений «эффект Болдуина» — теория чисто дарвинистского развития, имитирующая ламаркизм.

Я считаю, что первым эту трудность разглядел Сэмюэль Батлер*, который суммировал ее в одном вопросе: «Удача или хитроумие?», подразумевая под этим «Случайность или преднамеренность?». Систему Творческой эволюции Бергсона тоже можно рассматривать как комментарий

¹²⁾ [Le Sage G. L. (в переводе Abbot) The Newtonian Lucretius. Annual Report of the Smithsonian Institution, 1898, p. 139-60.]

¹³⁾ [Первоначально в этой лекции два фрагмента из этого абзаца находились в другом месте — приблизительно через страницу отсюда.]

* «Luck or cunning» — книга английского писателя, философа, неортодоксального дарвиниста Сэмюэла Батлера (1835-1902), в которой обсуждается дилемма эволюции, управляемой случайными мутациями, или же направляемой стремлением живых существ удовлетворить ощущаемые ими потребности. Ср. примечание переводчика на с. 230 главы 6. — Прим. пер.

к этой трудности: его elan vital* — это просто название, которым он обозначает все, что вызывает эти на первый взгляд целенаправленные изменения или управляет ими. Всякое анимистическое или виталистическое объяснение этого типа, разумеется, было бы объяснением ad hoc и совершенно неудовлетворительным. Но могло бы оказаться возможным свести его к чему-то лучшему — как это сделал Дарвин, показав, что телеологические объяснения можно имитировать, и таким образом показать, что это объяснение было приближением к истине или, по крайней мере, к более приемлемой теории. (Я попытаюсь предъявить такую теорию в третьей части этой лекции.)

Следует добавить еще несколько слов о логической форме теории естественного отбора. Это очень интересная тема, и я хотел бы развить ее здесь подробнее, но придется ограничиться кратким упоминанием одного или двух моментов.

Теория естественного отбора носит исторический характер: она строит ситуацию и затем показывает, что в данной ситуации действительно скорее всего должны произойти именно те явления, существование которых мы хотим объяснить.

Говоря точнее, теория Дарвина представляет собой обобщенное историческое объяснение. Это означает, что она рассматривает не единичные, а типичные ситуации. Поэтому в некоторых случаях оказывается возможным построить упрощенную модель ситуации.

Пожалуй, я упомяну здесь очень кратко о том, что в последнее время несколько отошла в тень центральная, на мой взгляд, идея Дарвина — его попытка объяснить генетические изменения, ведущие к лучшей приспособляемости в смысле лучших шансов на выживание отдельного животного или растения. Это произошло в большой степени из-за вошедшей в моду погони за математической точностью и из-за попыток определить выживаемость статистическими методами — в терминах реального выживания (гена или какой-то другой генетической единицы в пределах популяции).

Вместе с тем выживание или успех в смысле увеличения численности популяции может определяться одним из двух отличных друг от друга обстоятельств. Вид может процветать или преуспевать благодаря улучшению, скажем, скорости передвижения, остроты зубов, умений или интеллекта; он может также процветать или преуспевать благодаря простому повышению плодовитости. Ясно, что достаточное увеличение плодовитости, зависящее, в основном, от генетических факторов, или сокращение срока достижения зрелости могут оказаться не менее, а может быть и более полезными для выживания, чем, скажем, совершенствование умений или интеллекта.

С этой точки зрения может быть не слишком ясно, почему естественный отбор может дать нечто большее, нежели общий рост темпов воспроизводства и вымирание всех разновидностей, кроме самых плодовитых ^и).

* Elan vital (фр.) — жизненный порыв. — Прим. пер.

¹⁴⁾ Это только одна из бесчисленных трудностей теории Дарвина, которых, кажется, почти не замечают некоторые неодарвинисты. Особенно сложно понять с этой точки

[Темпы воспроизводства и смертности могут определяться множеством различных факторов, в число которых входят, например, экологические условия жизни вида, его взаимодействие с другими видами и баланс между двумя (или более) популяциями.] Но как бы то ни было, полагаю, можно преодолеть значительные трудности определения меры приспособляемости отдельных организмов данного вида, если определить их как разность, полученную при вычитании плодовитости вида (уровня его воспроизводства) из общего роста его численности (уровня его выживания). Другими словами, я предлагаю говорить, что у вида А приспособляемость лучше, чем у вида В (по Ламарку и по Дарвину), если, например, их популяции увеличиваются одинаково, несмотря на то, что темпы размножения у вида А ниже, чем у вида В. В подобном случае мы могли бы сказать, что индивидуальные представители вида А в среднем лучше приспособлены для выживания, чем представители вида В, или что они лучше приспособлены к своему окружению, чем представители вида В.

Не учитывая таких различий (а эти различия можно аккуратно обосновать статистически), мы можем упустить из виду первоначальную проблему Ламарка и Дарвина и особенно объяснительные возможности теории Дарвина — ее способность объяснить приспособляемость и кажущееся целенаправленным развитие естественным отбором, который имитирует эволюцию по Ламарку.

Завершая эту вторую часть моей лекции, хочу напомнить вам, что я, как уже говорил, не верю в индукцию. Юм, по-моему, окончательно показал, что индукция несостоятельна (is invalid), но он все-таки верил, что, хотя индукцию невозможно разумно обосновать, тем не менее ее применяют животные и люди. Я не думаю, что это верно. По-моему, в действительности наш метод состоит в том, что мы отбираем предположения, ожидания или теории, — методом проб и устранения ошибок, который часто принимают за индукцию потому, что он имитирует индукцию. Я считаю, что почтенный миф об индукции повлек за собою много догматизма в биологической науке. Он также привел к всеобщему осуждению так называемых «кабинетных ученых», то есть теоретиков. Но кабинет сам по себе не так уж плох. В тиши кабинетов пребывали Кеплер, Ньютон, Максвелл и Эйнштейн; Бор, Паули, де Бройль, Гейзенберг и Дирак; а также и Шредингер, со своими рассуждениями как в области физики, так и в биологии.

Я говорю об этом с большим чувством, поскольку сам я даже не кабинетный ученый, а еще хуже — кабинетный философ.

Но в конце концов таковым был и Герберт Спенсер, чье имя, признаюсь, я здесь бессовестно эксплуатирую как прикрытие моих собственных грехов в области умозрительных рассуждений на биологические темы.

зрения переход от одноклеточных организмов к многоклеточным, которым свойственны новые специфические трудности в размножении и особенно в выживании после размножения, и которые привнесли в жизнь нечто новое, а именно — смерть; поскольку все многоклеточные индивиды смертны. (262:)