Атомная физика и человеческое познание

Когда мы покидаем область собственно физики, мы прежде всего наталкиваемся на вопрос о месте живых организмов в описании природы. Раньше не проводили резкого разграничения между живой и неживой материей. Известно, что Аристотель, противопоставляя свою точку зрения идеям атомистов, подчеркивал цельность индивидуальных живых организмов; даже в рассуждениях об основах механики он сохранял такие идеи, как назначение и потенция. Однако в результате великих открытий эпохи Ренессанса в области анатомии и физиологии, и в особенности благодаря появлению классической механики, использующей детерминистическое описание, из которого исключена всякая ссылка на цель, естественно возникло такое представление о природе, которое является полностью механистическим. Большое число органических процессов смогло быть и в самом деле истолковано на основе тех физико-химических свойств материи, объяснение которых опирается на простые атомистические идеи. Правда, структура и отправления живых организмов предполагают упорядоченность атомных процессов, которую, казалось, трудно согласовать с законами термодинамики; последние требуют ведь, чтобы состояние атомов, составляющих изолированную физическую систему, постепенно приближалось к беспорядочному. Однако если надлежащим образом учесть то обстоятельство, что необходимая для сохранения и развития живых организмов свободная энергия непрерывно пополняется из окружающей среды дыханием и питанием организма, то станет ясно, что здесь нет и речи о каком-либо нарушении общих физических законов.

В последние десятилетия наши знания о строении и отправлениях живых организмов значительно пополнились; в частности, стало очевидным, что квантовые закономерности играют здесь во многих отношениях фундаментальную роль. Такие закономерности являются основой замечательной устойчивости чрезвычайно сложных молекулярных структур, образующих существенные составные части тех клеток, которые ответственны за наследственные свойства вида. Далее, исследования мутаций, возникающих после облучения живого организма проникающей радиацией, дают яркие примеры приложения статистических законов квантовой физики. Наконец, оказалось, что чувствительность воспринимающих органов, столь важная для сохранности живого организма, приближается к уровню отдельных квантовых процессов, причем усилительные механизмы играют важную роль в особенности в передаче нервных сигналов. В результате всех этих открытий снова выдвинулся на первый план механистический подход к проблемам биологии, понимаемый, впрочем, в новом смысле. Но в то же время стал очень острым вопрос о том, допустимо ли сравнение живых организмов со сложными и усовершенствованными механическими системами, вроде современных промышленных агрегатов или электронных счетных машин, и может ли такое сравнение служить подходящей основой для объективного описания саморегулирующихся образований, каковыми являются живые организмы.

Возвращаясь к общему гносеологическому уроку, преподанному нам атомной физикой, мы прежде всего должны ясно себе представить, что изучаемые в квантовой физике замкнутые процессы не представляют прямой аналогии с биологическими отправлениями, для поддержания которых нужен непрерывный обмен материей и энергией между живым организмом и окружающей средой. Кроме того, всякая экспериментальная установка, которая позволила бы контролировать такие отправления с той же степенью точности, какая требуется для четкого их описания на языке физики, будет препятствовать свободному течению жизни. Но именно это обстоятельство и наводит на мысль о таком понимании органической жизни, которое было бы в состоянии сбалансировать механистический подход с телеологическим. В самом деле, в описании атомных явлений в качестве первичного элемента, для которого объяснение невозможно и ненужно, выступает квант действия, и совершенно так же в биологической науке первичным элементом является понятие жизни; в существовании и эволюции живых организмов мы имеем дело скорее с проявлением возможностей той природы, к которой мы принадлежим, а не с результатами опытов, которые мы сами можем произвести. Мы должны признать, что требования объективного описания выполняются (или должны выполняться) в силу той характерной дополнительности, которая существует между практически применяемыми в биологии соображениями физико-химического характера и понятиями, прямо связанными с целостностью организма и выходящими за рамки физики и химии. Главное здесь в том, что, только отказавшись от объяснения жизни (объяснения в обычном смысле), мы приобретаем возможность учитывать ее особенности.