Співвідношення біології І фізики

Природно почати|розпочати,зачати| обговорення питання про співвідношення біології і фізики з чіткого визначення цих областей знання. І та і інша області є надзвичайно розгалуженою мережею|сіть| наукових дисциплін, зв'язки між якими носять далеко не однозначний характер|вдача|. Визначимо фізику як сукупність наукових дисциплін, вивчаючих явищ неживої природи і елементарні акти цих явищ. Відповідно біологія охоплює всю сукупність сучасних наукових дисциплін, що вивчають живу|жвавий| природу на всіх рівнях її організації: від молекулярно-клітинного|клітковий| до біосфери в цілому|загалом|. Але|та| "на всіх рівнях біологічної організації - від рівня нуклеопротеїду|, і до рівня людського організму - ми незмінно стикаємося з|із| неможливістю однозначно провести межу|кордон| між живим|жвавий| і неживим" [3, З|із|. 186]

Частіше питання про співвідношення цих двох наук формулюють так: чи можливо на основі принципів і законів фізики дати повне|цілковитий| пояснення феномена життя, тобто чи можна всі властивості життя логічно вивести з|із| основних законів і принципів фізики на основі знання фізичних і хімічних властивостей атомів і молекул, створюючих біологічні системи.. Радянський біофізик Волькенштейн М.В. приводить|призводити,наводити| декілька відповідей на це питання [4]. Перша відповідь позитивна, друга відповідь - фізичних законів і принципів недостатньо, але|та| подальший|дальший| розвиток фізики явищ життю, біофізик, приведе до відкриття|відчинення| фізичних принципів і законів, не суперечливих| раніше встановленим|установлений|, але|та| нових для фізики. Третя відповідь повністю негативна|заперечний| - ні зараз, ні в майбутньому фізика не зможе вирішувати біологічні проблеми, бо життя існує відповідно до біологічних законів, які не можуть тлумачити на фізико-хімічній|фізико-хімічний| основі. Це концепція віталізму, широко поширена в біології. Нарешті|урешті| особливе місце автор відводить ідеям Нільса Бору, які ми розглянемо|розгледимо| нижче.

І фізика і біологія - надзвичайно|вкрай| динамічні утворення, між якими існують численні|багаточисельний| і різносторонні зв'язки. Крім того, вони - частина|частка| людської духовної культури. Вони безперервно випробовують|відчувати| на собі вплив філософії і методології. В той же час, взаємодіючи, змінюючись, біологія і фізика вносять свій внесок|вклад| до глибшого розуміння людиною об'єктивного світу як цілого і свого місця в нім.

Довгий час біологію розглядали|розглядувати| як чисто описову науку в протилежність фізиці - науці пояснювальній. Вважалося|лічилося|, що біологія - область знання, що має справу|річ| виключно|винятково| з|із| «природною історією» (земних організмів), тоді як фізика - наука, що вивчає вічні і незмінні закони природи.

Фізика, звичайно діє усюди|всюди|, але|та| ми ще не знаємо особливих «якісно відмінних|інший|» фізичних закономірностей живого|жвавий|, і пізнання їх - справа|річ| майбутнього. І у жодному випадку|ні в якому разі| не варто «зводити» біологію до фізики. Але|та| апеляція до недоліку|нестача| знань є|з'являтися,являтися| тривіальною істиною. Для нас важливо|поважно| встановити: чи зустрілася фізика, що вже існувала|наявний| сьогодні, з|із| реальними межами|кордон| своєї застосовності при дослідженні живого|жвавий| організму? Нові фізичні уявлення|вистава,подання,представлення| виникають саме тоді, коли старі натикаються на такі межі|кордон|. І тут справа|річ| не в «спорідненості|» або «неспорідненості|», а у виході на перехрестя фізики і біології, в знаходженні області їх перекриття. Звичайно нікому не прийде в голову стверджувати, що кристал кварцу і жива|жвавий| жаба не мають якісних відмінностей. Але|та| чи пізнавані і кристал і жаба засобами|кошт| єдиного точного природознавства?

Вся історія науки показує, що її розвиток у величезному|велетенський| ступені|міра| визначається саме виходами на перехрестя, знаходженням нових зв'язків. Навпаки, будь-які спроби відгородити одну область знання від іншої під прапором «неспорідненості|» заважали|мішати| науці. Слід встановити де і як фізика і біологія виходять на схрещення своїх шляхів|колія,дорога|, що вносить до біології важ комплекс ідей експериментальної і теоретичної фізики. Методологів науки цікавлять проблеми “теоретизування біології, шляхи|колія,дорога| і методи швидкого перетворення науки про живий|жвавий| в таку ж універсально пояснюючу і пророчу наукову дисципліну, що і сучасна теоретична фізика, здатна|здібний| зараз, як відомо, достатньо|досить| точно, однозначно і безумовно передбачити|пророчити| поведінку будь-яких (неживих) об'єктів. У біології ж навіть найдрібніший вірус (наприклад, грипу), вже не кажучи про складніше організованих живих|жвавий| істот, майже суцільна загадка, невідоме, іноді|інколи| навіть диво|чудо|” [8, З|із|. 278].

Теорії і навіть цілі наукові області можуть розрізнятися між собою не тільки|не лише,не те що| тому, що вони описують різні групи явищ, а тому, що при їх створенні|створіння| приймаються різні філософські передумови. Або іншими словами, науки можуть розрізнятися тому, що 1)они описують свої об'єкти як що існують|наявний| в різних світах (т.е. у них різна онтологія); 2) у різних пізнавальних формах (розрізняються з гносеологічної точки зору); 3) використовують різні прийоми і способи висунення і обгрунтування своїх положень|становище| (відмінність з логико-методологічної точки зору). Таким чином перед нами коштує філософське питання: чи є|з'являтися,являтися| біологія наукою тієї ж логічної природи, що і фізика?

Вважається|лічиться|, що центральні онтологічні поняття фізики - це поняття матерії, простору, часу і причинності. Мир|світ| фізики - це матеріальний світ різного роду причинних взаємодій, розчленований окремі шари, які досліджуються окремо. Основним методологічним принципом фізичного пізнання є|з'являтися,являтися| чисто редукціоністський| принцип: пояснення властивостей цілого на основі аналізу принципу його частин|частка| і пізнання законів їх взаємодії. Причому закони фізики такі, що операції пояснення і прогнозу|передбачення| з логічної точки зору симетричні: з|із| одного набору тверджень|затвердження| можна логічно вивести інший набір, що є з'ясовним ( вже відоме) або передбаченим (що ще не спостерігалося) явищем. Причому прогноз|передбачення| і пояснення подій може бути здійснений тільки|лише| на основі подій передуючих їм за часом.

По будь-якій з цих ознак науковості біологія може співпадати|збігатися| і не співпадати|збігатися| з|із| фізикою. Клітки|клітина| і організми, що вивчаються в біології, є|з'являтися,являтися| макроскопічними системами, побудованими|спорудженими| з|із| безлічі атомів і молекул. Об'єм|обсяг| найменшої клітки|клітина| - Mycoplasma laidlavii - в 109 разів більше об'єму|обсяг| атома. Отже, біологічна фізика клітки|клітина| і організмів не може мати безпосереднього відношення до фізики мікросвіту - до квантової механіки. У компетенцію квантової механіки стосовно біології входить вивчення структури і властивостей атомів і молекул, що виконують біологічні функції. [5]

Мир|світ| біології - це мир|світ| безперервно ієрархії організованої суті|сутність,єство|, що історично розвивається : індивідів, популяцій, біоценозів| і всієї біосфери. До фундаментальних категорій біології належать поняття цілісності, функції, цілеспрямованості. Відповідно в методології біології найважливіше місце належить принципам історизму і цілісності. А форми, в які відлилися результати біологічного пізнання, відрізняються як по своїй логічній структурі, так і по пізнавальних функціях [5]. Біологія як теоретична система є|з'являтися,являтися| системою уявлень|вистава,подання,представлення|, які не можуть бути виведені одна з іншої і не можуть бути узагальнені так|настільки| успішно, щоб створити якусь загальну|спільний| біологічну (або фізичну) теорію, з|із| якої можна було б вивести їх як наслідку| [7].

Певна частина|частка| авторів вважає|лічити|, що всі специфічні поняття біології носять описовий характер|вдача|, і вони приходять до висновку, що життя пізнаване в тих же онтологічних схемах і під керівництвом тих же методологічних принципів, що і пізнання фізичних явищ. Кінцевим|скінченний| же результатом розвитку біології буде те, що вона стане частиною|частка| фізики.

Проте|однак| в літературі існує і прямо протилежна позиція, згідно якої ні в одному з цих пунктів біологія не співпадає|збігатися| з|із| фізикою. Так, Г.П. Щедровіцкий вважає|лічити|, що складні системи, з|із| якими має справу|річ| біологія “не можуть бути охоплені дослідженнями традиційного природничонаукового типу і не можуть бути представлені|уявлені| у формах традиційних теорій. На його думку ці об'єкти “потрібно аналізувати принципово інакше, ніж описувалися об'єкти фізичних теорій, що самі ці об'єкти будуть представлені|уявлені| в істотно|суттєво| інших онтологічних картинах, ніж об'єкти класичної фізики, і теорії, що описують їх, матимуть іншу логічну структуру, ніж фізичні теорії.” [9]

Лисеев И.К. в [10] полемізує з|із| подібними поглядами : «при русі пізнання в глиб біологічного організму, при аналізі його молекулярних і клітинних|клітковий| структур відбувається|походити| не передача функцій біології іншим наукам, а чергове розширення розуміння предмету власне біологічної науки, розширення поля її дослідницької діяльності, включення|приєднання| в це поле нових дослідницьких об'єктів»[10, З|із|. 106].

Між цими двома крайніми позиціями, які можна було б назвати|накликати| радикальним редукціонізмом| і радикальним антиредукціоналізмом|, існує велике число різних проміжних позицій. Дві з|із| них заслуговують бути відміченими. Це позиція “м'якого” редукціонізму| і концепція “м'якого” антиредукціонізму|. Згідно першої з|із| них біологія зберігає і назавжди збереже свою специфічність наочного|предметний| змісту|вміст,утримання|. Але|та| у міру розвитку вона все більше буде схожа на фізику по основних своїм логико-методологічним і гносеологічним параметрам. А згідно другої не тільки|не лише| наочний|предметний| зміст|вміст,утримання|, але і особливості здійснюваних в її рамках процедур збережуть свою своєрідність. Нейтральну позицію займає|позичати,посідати| Н.П. Депенчук, заявляючи, що “фізичні і біологічні уявлення|вистава,подання,представлення| переважно співіснують в біології, у ряді випадків користуються взаємними послугами, але|та| не зводяться один до одного” [7, З|із|. 268].

М.В.Волькенштейн, вважаючи|лічивши|, що фізика може і повинна пояснити явища життю, виділяє наступні|слідуючий| головні завдання|задача|, що стоять перед фізикою:

• 
  розкриття загальних|спільний| законів поведінки відкритих|відчинених| нерівноважних систем, тобто встановлення термодинамічних основ життя.
  
• 
  теоретичне тлумачення явищ еволюційного і індивідуального розвитку.
  
• 
  безпосередньо пов'язане з цим пояснення явищ саморегуляції і самовідтворення.
  
• 
  розкриття природи біологічних процесів на атомно-молекулярному рівні, тобто з'ясування зв'язку між будовою|споруда| і біологічною функціональністю білків, нуклеїнових кислот і інших речовин, що діють в клітках|клітина|. Вивчення фізичних явищ в живих|жвавий| системах на вищому, надмолекулярному рівні, на рівні клітин і створюючих їх органоїдів.
  
• 
  створення|створіння| і теоретичне обгрунтування фізичних і физико-хімічних|фізико-хімічний| методів дослідження біологічно функціональних речовин і надмолекулярних структур, з|із| них побудованих|споруджених|.
  
• 
  фізичне тлумачення обширного|величезний| комплексу фізіологічних явищ, зокрема генерації і розповсюдження|поширення| нервового імпульсу, м'язового скорочення, рецепції зовнішніх сигналів органами чуття, фотосинтезу і т.д.[5]
  

Перераховані проблеми представляють|уявляти| предмет біофізики. Ця наука перетворюється у наш час|в наші часи| з|із| допоміжної області біології в справжню фізику явищ життю. Проте|однак| багато біологів вважають|лічити|, що завдання|задача| біофізики полягає в застосуванні|вживання| фізичних методів дослідження в біології. Фізичні методи застосовуються в біології мало не з моменту|із моменту| її виникнення. Мікроскоп - складний фізичний прилад, а звичайний|звичний| медичний градусник! Справа|річ|, звичайно, не в методах. Біофізичне дослідження починається з постановки фізичного завдання|задача|, що відноситься до явищ життю. Це завдання|задача| може вирішуватися|розв'язуватися| і іншими, наприклад біологічними або хімічними методами. Важливе|поважний| те що дослідник коштує на позиціях фізики. [4]