еханицизм как каузализм. Нет действия без причины. Термин больше не должен употребляться в этом смысле, так как современные виталисты уже не утверждают, что постули14 Введение

Введение 15

руемая ими «жизненная сила» нарушает принцип причинности. Под впечатлением огромных успехов физики и химии во второй половине 19-го века утвердилось представление, согласно которому всем происходящим в органических телах управляют те же силы и законы, что и в неорганических. Участие в этом какой-то жизненной силы уже не признавалось (Теодор Шванн, Карл Людвиг, Герман Гельмгольц, Эрнст Геккель, Август Вей-сман и др.). В книге Людвига Бюхнера «Сила и материя» (1855) говорится: «Таким образом, принцип жизни сводится к процессам обмена веществ, идущим по химическим, физическим и механическим законам. Правда, основательно изучена пока лишь очень малая часть этих процессов. Но этот недостаток наших знаний не дает нам права ссылаться на какую-то особую, действующую только в живых телах силу — ведь это всего лишь отговорка или способ скрыть от нас самих наше незнание».

В очень многих случаях удалось свести взаимосвязи и явления, свойственные жизни, к закономерностям физики и химии.

Механистические теории сильно стимулировали это причинно-аналитическое изучение отдельных процессов. Почему бы, говорили сторонники механицизма, нельзя было в дальнейшем объяснить подобным же образом, исходя из физики и химии, и саму основу жизни? «Нет причин считать, что живая материя подчиняется иным законам, чем те, которые управляют неживой материей, и есть достаточные основания полагать, что все поведение живой материи удастся теоретически объяснить средствами физики и химии» (Бертран Рассел, 1951). Если это так, то в один прекрасный день биология как самостоятельная наука исчезнет и, подобно химии, должна будет влиться в физику. Зрвин Шредингер (1946) пишет, что «живая материя, хотя она и не отклоняется от установленных к настоящему времени физических законов, вероятно, подчиняется и другим, еще не открытым физическим законам, которые, когда они будут ясно познаны, составят такую же неотъемлемую часть физики, как и первые».

ВИТАЛИЗМ

Разнообразные виталистические учения сходятся лишь в том, что органическое не полностью объяснимо физико-химическим, что на все происходящее в нем действуют еще и особые «жизненные» факторы («жизненные силы»).

Корни витализма, как н механицизма, уходят в классическую древность. (Аристотель, 384—322 г. до н. э.). Для витализма нового времени (Г. Э. Шталь, 1660—1734) самое главное — душа, она управляет телом и не допускает его распада. В 18-м и 19-м веках сторонниками этого учения были прежде всего П Ж Бартес, К. Бнша, затем К. Ф. Вольф, И. Ф. Блюменбах, Г. Р. Тревирашус, К. Э. фон Бэр, И. Мюллер. Во второй половине 19-го века витализм утратил привлекательность. Наиболее известный представитель неовитализма Г. Дриш (1876—1941) избежал одной ошибки старых виталистов: он не позволял своему «жизненному фактору» вмешиваться в принцип причинности и учил, что явления, свойственные организму как целому, должны объясняться присутствием внепространственного «детерминанта становления», некой «причиной, создающей целостность». Он назвал этот фактор заимствованным у Аристотеля понятием «энтелехия». Энтелехия управляет процессом жнзни так, что он протекает планомерно, создавая и поддерживая целостность организма.

Постепенно витализму .приходилось сдавать одну позицию за другой. «Жизненная сила» прежних виталистов еще считалась способной «изменять, а частично даже отменять силы, законы и соотношения химической природы» (Гуфеланд, 1795). Мнение, что 'органические вещества могут возникать только с помощью «жизненной силы», было опровергнуто синтезом мочевины (Вёлер, 1828). Представление о том, что разложение Сахаров (при брожении или дыхании) — особая прерогатива живых клеток (Пастер), опроверг Бухнер, который в 1897 г. получил из дрожжевых клеток бесклеточный ферментный экстракт, сбраживающий сахар. Особенно серьезный удар витализму нанесло доказанное Рубнером (1854—1932) положение, что закон сохранения энергии действителен и в органическом мире (1.2.1).

Всякое признание существования энтелехии и подобных сил, всякий витализм в конечном итоге приводят к психизму («психовитализму») и мистицизму. Понятие жизненной силы используется антропоморфическим образом для обозначения некой единственной причины, которая должна объединять множество идущих в организме процессов в гармоничное целое. «Представление о такой силе имеет свои корни в учении о субстанциальной душе. Ибо только из внутреннего переживания осознанного действия мы приходим к представлению, что все возможные желаемые цепи процессов пускаются в ход одним «решением», за которым стоит «я» как управляющая психическая сила» (Ротшу, 1959).

ПОЗИЦИЯ ДИАЛЕКТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛИЗМА

Сторонники механицизма, как правило, утверждают, что к физико-химическим явлениям сводимы не только отдельные процессы, идущие в организме, но и само живое состояние как феномен, сама специфичность жизни. Здесь механистические представления расходятся с диалектическим материализмом.

Понятие материи, по Ленину (1870—1924), означает самое общее свойство всех вещей, а именно то (и только то) свойство, что они существуют вне сознания и независимо от него: материя— это философская категория для обозначения объектив-»иой реальности. Способ существования (а не просто свойство) •материи — движение. В марксистской философии различают

16 Введение

Глава 1

три основные формы движения: неорганическое движение, жизнь и человеческое общество.

Таким образом, жизнь — это особая форма движения материи (Ф. Энгельс, 1820—1895), качественно отличная от форм движения, свойственных неорганическому миру. Хотя жизнь целиком лежит в сфере действия физических и химических закономерностей, путем сведения к этим закономерностям отдельных явлений жизни невозможно ответить на вопрос о сущности живого как особого явления, лежащего в пределах физ»ко-хи-мкческих возможностей. «Жизнь по своей природе материальна, лк>, с другой стороны, она не является неотъемлемым свойством всей материи вообще... организмам свойственны особые, специфически биологические свойства и закономерности, которые невозможно объяснить одними законами, господствующими в неорганической природе» (Опарин).

Таким образом, диалектический материализм отмежевывается и от витализма, и от механицизма. С витализмом он несовместим уже хотя бы потому, что тот не признает единство материи и движения, противопоставляет их друг другу, постулируя существование особого начала, управляющего живой материей. Механицизм по своей материалистической позиции стоит ближе к диалектическому материализму, но последний в отличие от первого подчеркивает качественное своеобразие формы движения, называемой жизнью.

См. список литературы в конце гл. I (с. 49).

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Соответственно изучаемому предмету биология, так же как физика и химия, является естественной наукой. Принятое ранее деление естественных наук на так называемые точные, или объясняющие (физика, химия), и описательные (ботаника, зоология, минералогия и др.) способствовадо скорее маскировке, чем выяснению характерных особенностей естественнонаучных дисциплин. Как и во всех других «объясЕяющих» дисциплинах, в биологии все большее место занимают вопросы, касающиеся причинно-следственных связей, и соответствующие методы. Он» изучает как общее, непреходящее («законы природы»), так и единичное, уникальное, т. е. стремится к познанию как закономерностей, так и частных случаев.

Исходным пунктом во всяком познания природа служит чувственное восприятие, за которым должен следовать анализ на уровне мышления. Естественные науки начинаются с наблюдения, описания и сравнения непосредственно данного — того, что находится как бы иа перво» плане. Лишь на более высокой ступени развития науки к этому добавляется эксперимент — вопрос, задаваемый природе, ответом на который служит полученный результат. Каждый эксперимент должен быть задуман таким вбразом, чтобы он мог дать однозначные и воспроизводимые результаты. Если раньше в биологин ставили эксперименты, дающие только качественный ответ, то в настоящее время все шире применяются количественные методы я математические подходы.

1.1. ЖИВАЯ МАТЕРИЯ

1.1.1. ЭЛЕМЕНТАРНЫЙ СОСТАВ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Из известных к настоящему времени 105 элементов лишь немногие постоянно встречаются в живых организмах. В первую очередь это имеющиеся в больших количествах в природе (н необходимые!) макроэлементы: Н, С, О, N, S, Р, Са, Mg, К, Fe и характерные для животных Na и С1.

Регулярно в меньших количествах встречаются столь же необходимые для жизни следовые элементы (микроэлементы) 5 Си, Mn, Zn, Mo, Со, у животных также F, J, Se, у растений — С1 и В. Есть еще элементы, которые встречается только у определенных видов организмов (или случайно попадают в них).

В живой н неживой природе распространенность отдельных элементе» весьма различна. Например, относительное количество железа в неорганической природе (земной коре, гидросфере и атмосфер) в 300 раз больше, чем

18 Глава 1

Основные принципы организации живых систем 19

в организме человека, тогда как углерода, наоборот, в нас самих в 200 р*» больше, чем в окружающей неживой среде. Таким образом, жиаые организмы, •способны избирательно поглощать из окружающей среды определенные элементы. В живых организмах накапливаются главным образом элементы с низкими атомными массами. Однако некоторые элементы с высокой атомной массой (например, молибден — 95,94) тоже жизненно необходимы.

1.1.2. ХИМИЧЕСКАЯ ОСНОВА ЖИЗНИ

В количественном отношении первое место среди химических соединений занимает вода (в организме человека около ^>0%, у медузы — 96% и больше). Вода служит растворителем, средством внутреннего транспорта и средой для большинства процессов обмена веществ. Значительная часть остальных неорганических компонентов — минеральных веществ — находится в водном растворе.

Число органиче