Жизнь

ЖИЗНЬ. Вопросы о природе (сущности) жизни и её происхождении относятся к числу наиболее фундаментальных проблем современной научной и философской мысли. Разнообразие существующих определений жизни - естественное следствие того, что исследованием различных аспектов этого сложного и многогранного явления занимается огромное число наук. Необычайно трудной оказывается сама задача выделить такие особенности живых систем, которые давали бы возможность чётко и однозначно охарактеризовать жизнь в отличие от всего того, что живым не является. Многообразные аспекты проявления жизни изучает биология.

Осмысление феномена жизни в Новое время происходило в условиях противостояния двух противоположных философских точек зрения - механицизма и витализма. Представители механицизма отвергали любую попытку противопоставления живого и неживого, настаивая на том, что жизнь полностью объяснима на основе тех же законов, с помощью которых объясняются и все «неживые» явления природы. Можно выделить следующие версии механицизма, сложившиеся к началу 20 века: 1) классический механицизм, согласно которому все явления природы, в том числе и живой природы, научно объяснимы на основе законов механики И. Ньютона, просуществовал с начала эпохи Просвещения вплоть до конца 19 века, однако с формированием теории относительности и квантовой механики полностью сошёл на нет; 2) физикализм, сторонники которого считали, что именно физика является теоретической основой всех (по крайней мере, естественных) наук и, следовательно, жизнь в конечном счёте полностью объяснима на основе законов физики (в более мягком варианте - «законов физики и химии»). Эту позицию, чётко сформулированную в середине 19 века Л. Бюхнером, продолжали обосновывать и в середине 20 века (характерно утверждение Б. Рассела о том, что «всё в поведении живой материи может теоретически быть объяснено в терминах физики и химии» - Б. Рассел. Человеческое познание. Его сфера и границы. М.; К., 2001. С. 48); 3) каузализм (от латинского causa - причина), согласно которому все явления живой (как и неживой) природы строго причинно обусловлены, так что объяснение их не нуждается в привлечении таких телеологических понятий, как «цель», «смысл», «значение» и т.п.

Реклама

Витализм формировался как прямая антитеза механицизму, и его представители настаивали на качественном отличии живого от неживого, существовании специфических биологических закономерностей, не сводимых к законам механики (физики, химии), а главное - наличии в живых системах особых сил и факторов, придающих живым организмам их целостность и целесообразность, особого рода упорядоченность и способность стремиться к определённым целям. Корни витализма уходят в классическую древность и связываются обычно с философией Аристотеля, который понимал жизнь как процессы питания, роста и старения, обусловленные целевой причиной - энтелехией. Витализм 17-18 века, исходивший из того, что именно душа как нематериальное начало управляет телом и не допускает его распада (немецкий естествоиспытатель Г. Шталь, 1660-1734), представлен несколькими вариантами учений о различных жизненных силах и сущностях, управляющих всеми жизненными процессами (К. Ф. Вольф, И. Ф. Блуменбах и др.).

Под влиянием успехов физики и химии в 19 веке механицизм стал вытеснять витализм из сферы биологического познания. Мнение, что органические вещества могут возникать только с помощью «жизненной силы», было опровергнуто синтезом мочевины в 1828 году (Ф. Вёлер). Представление о том, что разложение сахаров (при брожении или дыхании) - особая прерогатива живых клеток, было разрушено в 1897, когда из дрожжевых клеток был получен бесклеточный ферментный экстракт, сбраживающий сахар (Э. Бухнер). В 1908 была экспериментально доказана справедливость закона сохранения энергии для живых организмов (М. Рубнер).

Тем не менее, конец 19 - начало 20 века отмечены новой волной антимеханистических настроений и формированием новых виталистических концепций. Х. Дриш, опираясь на свои эксперименты по разделению бластомеров морского ежа с последующим получением взрослого целого организма из каждой части, выдвинул идею существования специального непространственного жизненного фактора (названного им вслед за Аристотелем энтелехией), целенаправленно управляющего всеми процессами в живых организмах. В целом позицию витализма, сформировавшуюся в эти годы, можно выразить следующим образом:

1) жизнь подчиняется всем законам физики и химии, но не сводима к ним;

2) имеется абсолютное различие между живым и неживым: если всё неживое подчиняется только закону причинности, то живое не сводится к этому;

3) всякий органический процесс телеологичен, то есть управляется имманентной целесообразностью;

4) причиной этой телеологичности является наличие в живых организмах факторов либо психоидной, либо метафизической природы.

Биологи начала 20 века в значительной своей части оставались на позициях механицизма. Даже последующие достижения генетики (расшифровка генетического кода и др.) и молекулярной биологии, как и синтетическая теория эволюции, объединившая дарвинизм и генетику в середине 20 века, были восприняты большинством современников в сугубо «механистическом» контексте.

В науке 1-й половины 20 века господствовало понимание жизни как процесса активного и целесообразного поддержания той специфической материальной структуры, формой проявления которой является сама эта активность. Главным механизмом поддержания этой специфической структуры считался процесс взаимодействия организмов с окружающей их неорганической средой, а главным материальным носителем этой способности - белок. Отсюда широко распространённое среди биологов конца 19 - 1-й половины 20 века мнение, что жизнь есть способ существования белковых тел. Однако в процессе развития биохимии выяснилось, что белки - это полимеры (полипептиды), состоящие из 20 различных аминокислот, и при этом в самих полипептидах не обнаруживалось никаких специфических биологических свойств. Сущность жизни стали искать в особой «физике живого», биофизике.

Наиболее перспективным в 1-й трети 20 века казалось выявление особой термодинамики «живого вещества», характеризующейся тем, что процессы развития и эволюции в живой природе идут не в сторону роста энтропии, а в сторону повышения уровня организованности и упорядоченности. Такой подход был развит, в частности, российским учёным Э. С. Бауэром в работах 1920-30-х годов. «Все и только живые системы никогда не бывают в равновесии и исполняют за счёт своей свободной энергии постоянно работу против равновесия, требуемого законами физики и химии при существующих внешних условиях» (Э. С. Бауэр. Теоретическая биология. СПб., 2002. С. 43). Из этого принципа устойчивого неравновесия Бауэр выводил все свойства живых организмов - обмен веществ, ассимиляцию и диссимиляцию, раздражимость, рост клеток и их старение и др. Эта линия термодинамической трактовки жизни была впоследствии продолжена австрийским биологом Л. фон Берталанфи (1901-1972), Э. Шрёдингером, И. Р. Пригожиным и др. и является стержневой в целом ряде современных концепций самоорганизации материальных систем и происхождения жизни.

Однако по мере осознания фундаментальной значимости генетических структур во всех процессах жизнедеятельности учёные всё чаще стали приходить к мысли, что главный процесс, характеризующий жизнь, есть не столько обмен веществ, сколько способность всех живых систем к самовоспроизведению, посредством которого жизнь сохраняется именно в смене (потенциально бесконечной) поколений. Г. Дж. Мёллер в работе «Ген как основа жизни» (1926) развил идею о том, что благодаря уникальной способности генов к самокопированию и сохранению своей специфической структуры даже в случае изменения (мутирования) самой структуры именно они, прежде всего, должны рассматриваться в качестве материальной основы жизни и её эволюции путём естественного отбора. Мысль о том, что самовоспроизведение (самокопирование, саморепликация) есть основное свойство живого, стала одной из определяющих в биологии 2-й половины 20 века. Когда в 1944 году выяснилось, что гены с химической точки зрения - это не белки, а представители другого класса биополимеров - нуклеиновых кислот (главным образом, дезоксирибонуклеиновых кислот, ДНК), появился соблазн определить жизнь как форму существования дезоксирибонуклеиновых кислот. Однако к этому времени уже выяснилось, что жизнь не может быть свойством каких-либо тел или веществ самих по себе, она может быть только свойством систем взаимодействий между различными веществами или телами (а также объединяющих их сил и полей), образующих особого рода целостные структурные образования, индивидуальности.

С появлением в 1948 «Кибернетики» Н. Винера одной из главных в понимании сущности жизни стала идея сохраняющегося самоуправления. То, что живые организмы способны автоматически поддерживать важнейшие параметры своего функционирования в границах рабочей нормы в достаточно широких пределах изменений окружающих условий (гомеостаз), было известно давно; на это явление как, возможно, главной характеристики жизни обратил внимание в 19 веке уже К. Бернар. С появлением кибернетики пришло осознание решающей роли специальных программ управления, и жизнь всё чаще стали определять через понятие информации. Процесс управления включает также «цель» управления и «средства» (механизмы) её достижения, так что в состав фундаментальных принципов истолкования жизни были возвращены такие телеологические понятия, как «цель», «целенаправленность», «целесообразность» и др., старательно изгонявшиеся из биологии на протяжении нескольких веков.

Эти потоки идей, идущие из трёх разных областей исследования живого (биохимия, генетика и кибернетика), были объединены и дополнены идеей семиотической природы жизни в рамках молекулярной биологии, стремительно сформировавшейся после открытия структуры ДНК в 1953 году (Дж. Д. Уотсон, Ф. Крик). ДНК была понята не просто как химическое тело и вещество наследственности, а одновременно с этим и как носитель кода наследственной информации, как своего рода «текст», в содержании которого записана программа формирования всех важнейших функциональных единиц живой клетки, в том числе и программа собственного самовоспроизведения (самокопирования, репликации). Жизнь стала пониматься и как «семиотическое» (знаковое) образование, как «текст».

В силу того, что наследственность представляет собой сообщение, записанное в ДНК с использованием химического языка, понятия, заимствованные из лингвистики, стали широко использоваться в молекулярной генетике. Как подчёркивает Ф. Крик, все попытки объяснить особенности генетического кода чисто химическими причинами оказались безуспешными. «Связать структуру триплетов ДНК с определёнными аминокислотами, исходя из физико-химических свойств триплетов и аминокислот, невозможно, ибо этой связи нет. Связь эта символическая. Ни физикохимия вообще, ни энергетика в частности, не определяют живое... Определяющими являются смысловые составляющие, не физико-химическая причинность, а смысловые сигналы... Общая теория биологии должна быть семантической, а не физико-химической» (В. П. Щербаков. Эволюция как сопротивление энтропии. Ч. 1. Механизмы видового гомеостаза // Журнал общей биологии. 2005. №3. С. 206). Весь арсенал гуманитарных понятий приходится задействовать для понимания жизни уже на самом исходном уровне протекания жизненных процессов. В свете данных науки на начало 21 века жизнь, живое - это, безусловно, материальная система, подчиняющаяся всем известным законам физики и химии, но одновременно обладающая внутренне присущими ей свойствами осмысленности и целенаправленности. Таким образом, развитие как биологии, так и философии и методологической науки 20 века сделало очевидной ложность самой дихотомии «механицизм - витализм». По словам Н. Винера, «весь спор между механицистами и виталистами можно отложить в архив плохо сформулированных вопросов» (Н. Винер. Кибернетика или управление и связь в животном и машине. М., 1983. С. 63).

Все рассмотренные выше попытки определения жизни исходили из того, что главная особенность жизни сосредоточена в отдельно взятых живых организмах, в индивидуальностях. Однако эта предпосылка отнюдь не очевидна. Так, В. И. Вернадский в статье «Об условиях появления жизни на Земле» (1931) выдвинул совершенно новый подход к пониманию жизни как изначального свойства биосферы в целом. С этой точки зрения жизнь древнее отдельно взятых живых организмов, поэтому, по словам американского биофизика Г. Патти, «центральный вопрос происхождения жизни - это не вопрос о том, что возникло раньше, ДНК или белок, а вопрос о том, какова простейшая экосистема» (На пути к теоретической биологии. М., 1970. С. 178). Этот подход к пониманию природы жизни активно разрабатывается некоторыми экологами, микробиологами и геохимиками, особенно в связи с проблемой происхождения жизни.

Для большинства современных учёных жизнь на Земле начинается тогда, когда возникает открытая, то есть непрерывно обменивающаяся со средой веществом, энергией и информацией, система взаимодействующих полимеров, способная к авторегуляции, самовоспроизведению, развитию и эволюции. Именно самовоспроизведение, саморедупликация, точнее - ковариантная (то есть идущая с вариациями) редупликация рассматривается как то главное, что конституирует материальную систему как живую. Это свойство лежит в основе естественного отбора (из вариантов), что и приводит к изменению строения и состава исходных популяций, выработке приспособлений, эволюции, росту сложности и разнообразия, образованию иерархической системы таксонов, индивидуализации, активности, автономности, целенаправленности живых систем. А на вершине этого процесса - рост ментальности (на базе прогрессирующей цефализации) и, соответственно, - активной преобразовательной деятельности, подготовивших появление человека и человеческого общества как исходного пункта нового – культурно-исторического - этапа жизни на Земле. Смотри также Происхождение жизни.

Лит.: Шредингер Э. Что такое жизнь? С точки зрения физики. М., 1972; Эйген М., Винклер Р. Игра жизни. М., 1979; Фолсом К. Происхождение жизни. Маленький теплый водоем. М., 1982; The Book of life / Ed. By S. J. Gould. N. Y.; L., 1993; Ичас М. О природе живого: механизмы и смысл. М., 1994; Fortey R. Life. L., 1998; Dyson F. J. Origin of life. 2nd ed. Camb., 1999; Smith J.М., Szathmàry Е. The origin of life. Oxf., 1999; Kopoгодин В. И., Корогодина В. Л. Информация как основа жизни. Дубна, 2000; Margulis L., Sagan D. What is life? 2nd ed. Berk., 2000; Арманд А. Д. Эксперимент «Гея». Проблема живой Земли. М., 2001; Галимов Э.М. Феномен жизни. Между равновесием и нелинейностью. Происхождение и принципы эволюции. М., 2001; Хайлов К. М. Что такое жизнь на Земле? Од., 2001; Duve С. de. Life evolving: molecules, mind, and meaning. Oxf., 2002; Крик Ф. Жизнь как она есть: ее зарождение и сущность. М., 2002; Fundamentals of life / Ed. by G. Palyi а. остров Р. а.о., 2002; Гладышев Г. П. Супрамолекулярная термодинамика - ключ к осознанию явления жизни. Что такое жизнь с точки зрения физикохимика. Ижевск, 2003; Капра Ф. Паутина жизни. Новое научное понимание живых систем. К.; М., 2003; Шелдрейк Р. Новая наука о жизни. М., 2005; Борзенков В. Г. Биофилософия сегодня. М., 2006.

В. Г. Борзенков.

Связанные статьи