Эволюционная парадигма в естествознании

Эволюционная парадигма (греч. paradiegma – пример, образец), т.е. принцип изучения природы с позиций эволюционизма, необратимого исторического развития, составляет основу современной научной картины мира. Эта картина складывается из законов и теорий всего естествознания – физики, химии, космологии, наук о Земле и, конечно же, биологии, и все они сегодня исходят из эволюционных представлений о природе. Однако эволюционная парадигма возникла не сразу.

В античные времена (Древняя Греция до новой эры) существовала преднаучная картина мира. Система взглядов на окружающий мир, соответствующая нашему естествознанию, обозначалась тогда как натурфилософия. Античная натурфилософия почти не использовала фактические научные наблюдения или эксперименты, она базировалась на мифических представлениях о мире (например об образовании организованного космоса из неупорядоченного хаоса). У древнегреческих натурфилософов существовало два противоположных взгля­да по вопросу происхождения современного разнообразия животных и растений. Креационисты (от лат. c reatio – созидание, сотворение) утверждали, что мир в его современном виде сотворен Богом; животных и растений столько, сколько их создал Творец. Их существование изначально целесообразно, и они неизменны. В понятиях философии такой взгляд на природу и происхождение вещей обозначается как метафизика (от греч. “meta ta physika” – “после физики”; так называлось философское сочинение Аристотеля (IV век до н.э.), помещенное после его трактатов о природе, т.е. о “физике”). Противоположная точка зрения, фактически первая идея эволюции, еще в V веке до н.э. была выдвинута Эмпедоклом. При этом считалось, что сложные организмы, животные и растения, произошли когда-то из более простых отдельных частей (по Эмпедоклу, все возникает из сочетания четырех “корней”: земли, воды, воздуха и огня). Уже в этих примитивных построениях содержится догадка о закономерной эволюции живых существ в результате естественного отбора более жизнеспособных сочетаний. Однако вся античная натурфилософия от недостатка фактических данных была умозрительной, априорной (от лат. a priory – из предшествующего знания, до опыта). Отсюда и название такой картины мира – преднаучная. Ее “открытия”, вроде эволюции Эмпедокла или атомистической гипотезы строения вещества Левкиппа и Демокрита, могут рассматриваться лишь как интуитивные догадки философов того времени.

В ранние и средние века новой эры, вплоть до Эпохи Возрождения, европейская наука практически не развивалась – так сильно было консервативное влияние церкви на социальное и культурное состояние общества. Сочинения Аристотеля в этих условиях оставались основным источником знания. Положение изменилось лишь в XVII–XVIII веках с возникновением первой экспериментальной науки – механики Галилея. В это время складывается так называемая механистическая картина мира. В числе ее выдающихся основателей называем Галилея, Кеплера, Ньютона. Доказана универсальность законов механического движения для земных и небесных тел, их неизменность в пространстве и времени. Согласно механистической концепции, прошлое, настоящее и будущее нашего мира неизменно и строго детерминировано; мир – заведенные часы, грандиозная машина, все последующие состояния которой точно определены начальными условиями; рождение и смерть организмов так же закономерны, как восход и заход Солнца. Понятно, что в этой картине мира не было места для идей развития, эволюции. Создателем мира, “часовщиком” оставался Бог. И ничего удивительного нет в том, что даже в XVIII ве­ке креационистские взгляды разделял великий биолог Карл Линней.

Вместе с тем в это же время отдельные ученые пропагандируют трансформизм – представление, согласно которому мир изменяется, одни формы жизни преобразуются (трансформируются) в другие. В XVIII веке трансформистские идеи выражали Бюффон во Франции, Эразм Дарвин (дед Чарльза Дарвина) в Англии, Ломоносов в России. Логическим продолжением трансфор­мизма в биологии стали представления о направленном историческом изменении орга­низмов, постепенном усложнении их организации. Но первые эво­лю­ционные догадки все еще не имели достаточной фактической основы. Только в XIX веке сформировалось научное эволюционное учение. Основы теории биологической эволюции заложили Ламарк и Дарвин, о чем мы подробно расскажем в разделе 6.5.

Таким образом, в XIX веке начинается формирование новой, эволюционной картины мира. Как ни удивительно, но приоритет здесь принадлежит биологам. Физическая картина мира, несмотря на выдающиеся открытия в области электромагнетизма (Эрстед, Фарадей, Максвел), в целом оставалась механистической, так как в ней отсутствовали акценты на изменчивость природных систем в пространстве и времени. Положение радикально изменилось к XX столетию. На границе веков совершается прорыв в изучении строения вещества (атомизм, радиоактивность, элементарные частицы). В 20-е годы XX века зарождается квантовая (волновая) механика Нильса Бора с идеями о неустойчивости атома, квантовом (порционном) состоянии энергии, возможности превращения корпускул (частиц вещества) в волны (физические поля) и обратно. В 30-е годы формулируется общая теория относительности Альберта Эйнштейна, в которой утверждается, что пространство и время относительны, изменчивы, мир не одинаков в разные времена и в разных частях Вселенной. Мир развивается! В согласии с теорией относительности формируются новые представления о происхождении и эволюции Вселенной. Это – теория пульсирующей и расширяющейся в настоящее время Вселенной (Фридман, Хаббл), теоретическая модель возникновения Вселенной в результате так называемого Большого Взрыва (Гамов), представление о микроэволюции (первичном формировании) вселенской материи и ее переходе в макроэволюцию космических тел... Как долго ждала биология поддержки своей старшей сестры-физики на пути к общей эволюционной картине мира!

Преемственность принципа эволюционизма в физике и в биологии позволила по-новому взглянуть на “подогнанность” констант органического и неорганического миров. Это, например, заряд электрона, постоянная Планка, гравитационная постоянная – в физике; число π, основание натурального логарифма – в математике; давление крови, температура тела, частота сердечных сокращений – в физиологии человека. Существующие, на первый взгляд, независимо друг от друга, они тесно взаимосвязаны. Изменись, например, любая из фундаментальных физических констант, и исчезнет не только привычный для нас физический мир, но и сама жизнь в современных ее формах. Таким образом, процессы эволюции физического и биологического миров оказались тесно сопряженными, прошли через одно “игольное ушко”, подчиняясь общим закономерностям и оставив след в виде констант, ограничивающих как наше пребывание в этом мире, так и пребывание этого мира в настоящем виде вообще.

Итак, к середине XX века эволюционная парадигма в естествознании восторжествовала, и лишь вследствие недостатка образования или избыточной эмоциональности современные люди могут всерьез рассуждать о “сотворении мира” или о “предначертанной судьбе”. Но теория биологической эволюции продолжает развиваться, и до сих пор не унимаются научные споры о механизмах зарождения жизни на Земле, об источниках и путях видообразования, о причинах вымирания больших групп организмов, о происхождении и месте человека в природе, о будущем биосферы Земли. Не обходится без дерзких выпадов со стороны новых и смелых наук, таких как иммунология или синергетика. Так, иммуногенетика поднимает очередную волну неоламаркизма и всерьез заставляет задуматься вопросом: “Что если Ламарк прав?” (Стил и др., 2002). Синергетика с ее идеями самоорганизации и непрограммируемой всеобщей эволюции порядка из хаоса доходит до отрицания дарвиновской теории естественного отбора. Если самоорганизуются кристаллы, физические волны, ритмические упорядоченные процессы и структуры в разных средах неживой природы, то почему бы этим процессам не играть решающей роли в зарождении жизни и формировании биоразнообразия? А если это так и есть, тогда какую роль играют гены, не являются ли они лишь средством закрепления и умножения форм и свойств биологических структур, возникших спонтанно по синергетическим законам самосборки? Легче всего объявить эти вопросы абсурдом и не обсуждать их. Но наука знает много примеров рождения выдающихся открытий через особый интерес к парадоксальным фактам и абсурдным идеям. Поэтому и мы попробуем во всем спокойно разобраться.