Тэорыя спадчыннасці Г.Мендэля

У 1865 г. Г.Мендэль сфармуляваў асновы сучаснай тэорыі спадчыннасці ў жывой прыродзе. Як было падкрэслена вышэй, ідэі Мендэля не сустрэлі значнага водгуку ў сучаснікаў і знайшлі прызнанне толькі напачатку ХХ ст. Згодна з тэарэтычнымі ўяўленнямі, што дамінавалі на той час у біялагічным вывучэнні спадчыннасці, кожная жывая істота мусіла ўспадкоўваць задаткі, здольнасці і схільнасці, якія выступаюць як прадукт змешвання да нейкага сярэдняга ўзроўню характэрных рыс бацькоўскага і мацярынскага арганізмаў [34, т.2, с.268]. У адрозненне ад гэтага пагрунтаванага на прынцыпе бесперапыннасці падыходу мендэлеўская тэорыя абапіралася на прынцып дыскрэтнасці. У адпаведнасці з ёю аплодненая яйцаклетка змяшчае ў сабе два (і няйначай, як два) фактары[77], адказныя за пэўную прыкмету будучага арганізма: адзін паходзіць з бацькоўскага, другі з мацярынскага арганізма. У фенатыпе выяўляецца пэўны з іх, ён дамінуе. Другі фактар нібы знікае, ён ніяк не выяўляецца вонкі. Тым не менш ён можа быць перададзены наступнаму пакаленню і выявіцца ў ім.

Неабходна адзначыць, што на даследаванні Мендэля самым істотным чынам паўплывала класічная механіка. Ён імкнуўся распрацаваць падобную да яе па сваёй лагічнасці і дакладнасці тэорыю спадчыннасці [51, c.30]. Свае даследаванні навуковец арганізаваў паводле н’ютанаўскага ўзору, старанна праводзячы шматлікія і разнастайныя гібрыдалагічныя эксперыменты (эксперыменты па скрыжаванні раслін) і апрацоўваючы іх вынікі пры дапамозе матэматычных (статыстычных) метадаў. Ягоная засяроджанасць на сваёй мары – адкрыць грунтоўныя законы спадчыннасці, як Н’ютан адкрыў фундаментальныя законы механічнага руху, была шчодра адплочана лёсам: ён здолеў сфармуляваць тры законы, на якіх грунтуецца простая[78] перадача спадчыннай інфармацыі (перадача прыкмет, што вызначаюцца адным фактарам (генам)).

Згодна з першым мендэлеўскім законам у першым пакаленні монагібрыднага скрыжавання[79] назіраецца аднастайнае дамінаванне пэўнай прыкметы (уласцівай пэўнаму з бацькоўскіх арганізмаў). Другі закон вызначае вынікі скрыжавання асобін першага пакалення паміж сабой. Статыстычная іх апрацоўка дазволіла выявіць колькасныя суадносіны паміж альтэрнатыўнымі фактарамі – тым, што аднастайна дамінаваў у першым пакаленні (дамінантным), і прыхаваным (рэцэсіўным). Дамінантная прыкмета і на гэтай ступені захоўвае сваю перавагу: адпаведная залежнасць выглядае як 3:1 на яе карысць. Такая залежнасць цалкам стасуецца з дапушчэннем пра тое, што кожная асобіна з’яўляецца носьбітам дыскрэтных адзінак спадчыннай інфармацыі, якія паходзяць з абодвух бацькоўскіх арганізмаў. Паводле правілаў камбінаторыкі ў дадзеным выпадку могуць мець месца чатыры варыянты размеркавання згаданых адзінак. У трох з іх прысутнічае дамінантны фактар (у адным ён спалучаецца з ідэнтычнай яму дамінантнай адзінкай і ў двух з рэцэсіўнай). Ва ўсіх гэтых выпадках у фенатыпе адпаведных асобін выяўляецца дамінантная прыкмета. А вось чацвёрты варыянт рэцэсіўны ў сваім фенатыпічным выніку, бо ў ім рэцэсіўны фактар спалучаецца з рэцэсіўным адпаведнікам. Што да трэцяга мендэлеўскага закона, дык у ім даводзіцца пра незалежнасць перадачы наступным пакаленням розных фактараў (фактараў, што вызначаюць розныя фенатыпічныя прыкметы) адзін ад аднаго; яны спалучаюцца пры гэтым усімі магчымымі спосабамі.

Такім чынам, паводле дарвінаўскага вучэння ў жывой прыродзе пануе дух зменлівасці і развіцця. Біялагічныя віды не з’яўляюцца фіксаванымі, яны ўзнікаюць у выніку натуральных прычын. Сапраўдным “рухавіком” эвалюцыі жывога з’яўляецца натуральны адбор. Грунтоўнае значэнне ў дарвінаўскай тэорыі эвалюцыі мае таксама ўяўленне пра адзінства паходжання наяўных формаў жыцця. Яны ўзыходзяць праз мноства папярэдніх пакаленняў да невялікай колькасці першаформаў.

Згодна з клетачнай тэорыяй клетка з’яўляецца грунтоўнай структурнай адзінкай усяго жывога. Яна разглядаецца ў згаданай тэорыі як сапраўдны цэнтр жыццядзейнасці арганізма, які не можа ўзнікнуць інакш, як з іншай клеткі. Клетачная тэорыя выступіла як падмурак для далейшых даследаванняў, якія прынеслі істотныя навуковыя вынікі.

Распрацаваная Г.Мендэлем тэорыя спадчыннасці грунтавалася на прынцыпе дыскрэтнасці. Паводле Мендэля, аплодненая яйцаклетка змяшчае ў сабе два фактары, адказныя за пэўную прыкмету будучага арганізма: адзін паходзіць з бацькоўскага, другі з мацярынскага арганізма. У фенатыпе выяўляецца пэўны з іх, другі фактар ніяк не выяўляецца вонкі, хоць можа быць перададзены наступнаму пакаленню і выявіцца ў ім. Навуковец здолеў сфармуляваць тры законы, на якіх грунтуецца простая перадача спадчыннай інфармацыі – перадача прыкмет, што вызначаюцца адным фактарам.

ПЫТАННІ ІЗАДАННІ

1. Чаму, на Ваш погляд, у сучасных навуковых дыскусіях спасылкі на працы Ч.Дарвіна (зрэшты, як яго прыхільнікаў, так і непрыяцеляў) уяўляюць сабой нармальную, звычайную з’яву? Чаму згаданыя працы не страцілі сваёй актуальнасці?

2. Сучасныя біёлагі-эвалюцыяністы даводзяць, што “ўсе формы жыцця змагаюцца за месца пад сонцам не адна з адной, а з хаосам нежывой прыроды” [13, с.38]. Ці можа дадзеная тэза фігураваць як аргумент супраць сацыял-дарвінізму?

3. Як Вы лічыце, чаму тэорыя Г.Мендэля заставалася незаўважанай навуковай супольнасцю ад яе з’яўлення і да канца ХІХ ст.?

4. Паспрабуйце выявіць узаемасувязі вялікіх біялагічных адкрыццяў ХІХ ст. Як бы Вы вызначылі агульны характар гэтых узаемасувязяў? Неабходна весці гаворку пра іх узаемадапаўняльны характар ці яны маюць больш глыбокую падаснову?

5. Паспрабуйце выявіць светапоглядныя імплікацыі вялікіх біялагічных тэорый ХІХ ст.

3.9. Крызіс класічнага прыродазнаўства

Як было паказана вышэй, у рамках класічнай фізікі на працягу ХІХ стагоддзя паступова выспявалі і ў той ці іншай ступені выяўляліся ўнутраныя супярэчнасці, цяжкасці, парадоксы. Пагрозы і небяспекі для механістычнага падыходу, які ўспрымаўся фізікамі як гарантыя адзінства іх навукі, паўставалі і з боку тэрмадынамікі, і з боку электрадынамікі. Разам з тым прадчуванне страты згаданага – камфортнага ў інтэлектуальным плане – адзінства так або інакш суцішвалася, утаймоўвалася і напрыканцы згаданага стагоддзя навукоўцы меркавалі, што яны амаль усё зразумелі ў фізічным Сусвеце [18, c.11]. Будучыня фізікі шмат каму з іх бачылася ва ўдакладненні існых тэорый, у дасканаленні эксперыментальных працэдур і да т.п.

Аднак пры канцы ХІХ – напачатку ХХ стст. быў зроблены цэлы шэраг адкрыццяў, якія пахіснулі асноватворныя ідэі класічнага прыродазнаўства (пра непадзельнасць атама, бесперапыннасць выпраменьвання, непранікальнасць матэрыі і г.д.). Так, у 1895 г. нямецкі фізік В.Рэнтген[80] (1845-1923) выявіў выпраменьванне, якое здзіўляла і бянтэжыла сваімі парадаксальнымі ўласцівасцямі. Яно не магло быць плыняй часцінак, бо не адхілася электрычным і магнітным полем. Калі гэта былі прамяні, аднак, дык яны павінны былі мець надта адметную натуру: яны не пераламляліся лінзай [78, c. 643]. Вывучэнне гэтых таямнічых Х-прамянёў (так назваў іх В.Рэнтген), а таксама адкрытай у наступным годзе французскім фізікам А.Бекерэлем (1852-1908) з’явы радыёактыўнасці, прывяло ў канчатковым выніку да кардынальных зменаў ва ўяўленнях пра атам. Найперш было выяўлена існаванне (адмоўна) зараджанай і меншай, чым ён, часціцы, якая была названая электронам.

Такім чынам, высветлілася, што, хоць атам і можа лічыцца элементарнай адзінкай хімічных рэакцый, ён не з’яўляецца элементарнай адзінкай матэрыі. Дадзеная тэза пераканаўча пацвярджалася і зробленай у 1903 г. Э.Рэзерфордам і Ф.Содзі высновай, што феномен радыёактыўнасці ўяўляе сабой не што іншае, як распад атамаў адпаведных субстанцый. У выніку далейшых даследаванняў выявілася, што прадуктамі згаданага распаду з’яўляюцца дадатна зараджаныя часцінкі і электроны (спачатку меркавалася, што яны ўяўляюць сабой два віды выпраменьвання, названыя адпаведна α-выпраменьваннем і β-выпраменьваннем). Акрамя таго, пры радыёактыўным распадзе адбываецца эмісія жорсткага (больш жорсткага, г. зн. з меншай даўжынёй хвалі, чым рэнтгенаўскае) γ-выпраменьвання (адкрытага ў 1900 г. французскім фізікам П.Вілардам (1860-1934)).

Неадольнымі праблемамі зрабіліся для класічнай фізікі і пэўныя вынікі, дасягнутыя на іншых кірунках эксперыментальных і тэарэтычных даследаванняў. Так, не паддавалася тлумачэнню на аснове яе законаў размеркаванне энергіі ў спектры выпраменьвання абсалютна чорнага цела. Абсалютна чорнае цела – гэта фізічны аб’ект, які паглынае ўсё без рэшты электрамагнітнае выпраменьванне, што патрапляе на яго. У выніку ён мусіць награвацца і выпраменьваць сваю ўласную энергію. У рэчаіснасці такіх аб’ектаў няма, гэта прадукт навуковай ідэалізацыі. Тым не менш існуюць вельмі блізкія да такога ўяўнага канструкта фізічныя целы, якія фігуруюць як яго правобразы і як эмпірычны базіс для яго тэарэтычнага апісання. У 1900 г. вялікі нямецкі фізік М.Планк (1858-1947) сфармуляваў адзіны закон[81], дзякуючы якому вырашалася праблема адэкватнага апісання і тлумачэння згаданага вышэй спектра выпраменьвання гэтага экзатычнага аб’екта. З дадзенага закона вынікала, аднак, што эмісія і паглынанне энергіі павінны адбывацца тут дыскрэтна – надзвычай дробнымі, непадзельнымі часткамі (квантамі). Такі вынік быў прынцыпова несумяшчальны з класічнымі ўяўленнямі. Фактычна, ён запачаткаваў новы – сучасны – этап у развіцці навуковага пазнання, хоць гэта не ўсведамлялася на той момант ні самім Планкам, ні іншымі навукоўцамі.

Другі кірунак эмпірычных даследаванняў, які таксама прывёў да грунтоўных для класічнай фізікі праблем і да рэвалюцыйных пераўтварэнняў у галіне фізічных ведаў, быў звязаны з прапанаваным Д.Максвелам і здзейсненым у 1881 г. А.Майкельсанам (1852-1931) эксперыментам[82]. Дадзены эксперымент меў на мэце вызначэнне хуткасці Зямлі адносна Сонца праз выяўленне рознасці ў хуткасці святла ў напрамку руху Зямлі і ў перпендыкулярным напрамку. Ён не прынёс, аднак, чаканага выніку: хуткасць святла заставалася ва ўсіх выпадках аднолькавай. Гэта паставіла перад фізікамі сур’ёзныя праблемы. Найперш праблематычным рабілася існаванне эфіру, бо рух Зямлі адносна яго, прадказаны адпаведнай гіпотэзай, не быў зафіксаваны.

Акрамя таго, вынікі згаданых і іншых эксперыментаў і назіранняў, а таксама развіццё тэарэтычнай фізікі паставілі пад пытанне класічны прынцып адноснасці (звязанае з ім правіла складання хуткасцяў). У сувязі з гэтым, як пісаў А.Эйнштэйн, у фізіцы паўстала сітуацыя, ў якой патрэбна было, як быццам, выбіраць, які з грунтоўных фізічных пастулатаў прынесці ў ахвяру дзеля несупярэчлівасці тэарэтычных пабудоў – уяўленне пра адноснасць руху ці палажэнне пра канстантны характар хуткасці святла [29, c.18-20].

Рэзкія зрухі ў навуковых уяўленнях пра матэрыю, што адбыліся на мяжы ХІХ і ХХ стагоддзяў, выклікалі да жыцця інтэнсіўныя філасофскія дыскусіі. Некторыя філосафы і фізікі прыйшлі да высновы пра “знікненне” матэрыі, пра сімвалічны характар фізічнай рэальнасці [26, c.266-267]. Прыхільнікі філасофскага і прыродазнаўчага матэрыялізму, наадварот, настойвалі на рэальным статусе атамаў, на адсутнасці важкіх навуковых падстаў для адмаўлення ад катэгорыі матэрыі. Як пісаў У.І.Ленін, сэнс выразу “матэрыя знікае” – у тым, што “знікае тая мяжа, да якой мы ведалі матэрыю, нашы веды ідуць глыбей; знікаюць такія ўласцівасці матэрыі, якія здаваліся раней абсалютнымі, нязменнымі, першапачатковымі (непранікальнасць, інерцыя, маса і т.п.) і якія цяпер выяўляюцца як адносныя, уласцівыя толькі некаторым станам матэрыі” [5, с.249]. Сваё найбольш яскравае выяўленне канфлікт паміж прыхільнікамі і непрыяцелямі традыцыйнага прыродазнаўчага матэрыялізму знайшоў у калізіі атамістычнага падыходу (які найбольш энергічна адстойваў Л.Больцман) і энергетызму (прадстаўленага найперш В.Оствальдам (1853-1932)) [46, т.7, c.943]. (Энергетызм – гэта вучэнне, згодна з якім адзінай сапраўднай субстанцыяй у свеце з’яўляецца энергія [46, т.2, с.497].)

Гэты парадыгматычны канфлікт меў грунтоўнае значэнне не толькі для фізікі, але і для хіміі, дзе ён таксама выступаў як адзнака крызісу і дзе таксама адчувалася няпэўнасць і няўпэўненасць у настроях думак навукоўцаў. Д.І.Мендзелееў, напрыклад, даведаўшыся пра адкрыццё радыёактыўнасці і электрона, убачыў у ім смяротную пагрозу для свайго разумення хімічнага элемента. Навуковец адважыўся “на немагчымае, каб выратаваць” сваю канцэпцыю [20, c.184]. Ён паспрабаваў растлумачыць радыёактыўнасць праз віхровы рух эфіру вакол найбольш цяжкіх атамаў. У канчатковым выніку, аднак, выдатны хімік мусіў адмовіцца ад гэтай “няўдалай, але грандыёзнай” гіпотэзы [20, c.185].

Крызісныя з’явы назіраліся ў гэты час і ў біялагічным пазнанні. Пераадкрыццё тэорыі Г.Мендэля напачатку ХХ стагоддзя прывяло да сутыкнення яе прыхільнікаў з прадстаўнікамі дарвінізму. Мендэлісты не маглі прыняць дарвінаўскую ідэю паступовых мадыфікацый арганізмаў, мяркуючы, што вырашальныя адаптацыйныя змяненні адбываюцца скачкападобна праз паасобныя, адзіночныя трансфармацыі спадчыннага матэрыялу. Дарвіністы, у сваю чаргу, падазрона ставіліся да мендэлеўскай тэорыі, якую яны (памылкова) лічылі несумяшчальнай з дарвінаўскім эвалюцыйным праектам [68].

Такім чынам, на мяжы ХІХ і ХХ стст. быў зроблены цэлы шэраг адкрыццяў, якія пахіснулі асноватворныя ідэі класічнага прыродазнаўства. Дзякуючы адкрыццю радыёактыўнасці, рэнтгенаўскага выпраменьвання, электрона, квантавай гіпотэзе быў пастаўлены крыж на класічных уяўленнях пра непадзельнасць атама, бесперапыннасць выпраменьвання, непранікальнасць матэрыі. Дзякуючы эксперыменту А.Майкельсана пад пытанне было пастаўлена існаванне эфіру. Парадыгматычны канфлікт атамізму і энергетызму выступіў як істотная адзнака крызісу не толькі ў фізіцы, але і ў хіміі. У біялагічным пазнанні ў гэты час таксама назіралася сутыкненне грунтоўных, стратэгічных даследчых праграм (дарвінізму і мендэлізму).

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Якімі прычынамі, на Вашу думку, быў выкліканы татальны крызіс у прыродазнаўстве на мяжы ХІХ-ХХ стст.?

2. Прааналізуйце ўзаемадзеянне метатэарэтычнага, тэарэтычнага і эмпірычнага ўзроўняў навуковага пазнання ў крызісных варунках канца ХІХ – пачатку ХХ ст. Якія асаблівасці яно выяўляе?

3. Ці адпавядае крызіс класічнага прыродазнаўства прапанаванаму Т.Кунам апісанню крызіснай пазнавальнай сітуацыі?

4. Прааналізуйце парадыгматычныя канфлікты, што мелі месца ў прыродазнаўчых навуках у гэты час. Якім з выяўленых у іх пазіцый Вы аддалі б перавагу? Чаму?

4. СУЧАСНАЕ ПРЫРОДАЗНАЎСТВА

4.1. Агульная характарыстыка сучаснага прыродазнаўства

Тэрмінам “сучасная навука” (і, адпаведна, “сучаснае прыродазнаўства”) абазначаецца тая форма навуковага (прыродазнаўчага) пазнання, якая паўстала ў выніку рэвалюцыйных яго пераўтварэнняў, што адбыліся напачатку ХХ ст. Яна ўяўляе сабой, такім чынам, новы ў параўнанні з класічным этап у развіцці навукі сучаснага тыпу. Сучаснае прыродазнаўства не зрабілася, безумоўна, менш эксперыментальным і матэматызаваным, чым класічнае – у гэтым плане яны з’яўляюцца аднатыпнымі. Тым не менш паміж імі існуюць і істотныя адрозненні. Яны звязаныя найперш з самім разуменнем рэальнасці. На сваім фундаментальным узроўні яна спасцігаецца ўжо як вызначаная праз узаемадачыненні суб’екта і аб’екта пазнання. Э.Шродзінгер даводзіць у дадзенай сувязі, “што нашы знакі і формулы, а таксама звязаныя з імі выявы апісваюць і паказваюць не незалежна ад суб’екта існы аб’ект, а толькі дачыненне суб’ект:аб’ект” і дадае затым, каб суцешыць засмучаных такой сітуацыяй фізікаў: “Але ці не з’яўляецца дадзенае дачыненне па сутнасці адзінай сапраўднай рэальнасцю, якую мы ведаем?” [81, c.26].

Другое фундаментальнае адрозненне паміж сучасным і класічным прыродазнаўствам датычыць інтэрпрэтацыі ў іх рамках прынцыпу дэтэрмінізму. Калі ў класічнай навуцы дамінавала строгая яго версія (кожная падзея разглядалася як адназначна абумоўленая), дык для навукі сучаснай характэрнае хутчэй статыстычнае апісанне прычынна-выніковых сувязяў. Паводле сучасных уяўленняў неабходнасць і выпадковасць спалучаюцца ў самім падмурку рэчаісных з’яў і працэсаў. А ў тэорыях самаарганізацыі ўвогуле даводзіцца пра варыятыўны характар эвалюцыі складаных, адкрытых і далёкіх ад стану раўнавагі сістэм.

Неабходна адзначыць, што ў нашым культурным абсягу прынята вылучаць і адрозніваць дзве стадыі развіцця навуковага пазнання ў ХХ-пач.ХХІ стст. – некласічную і постнекласічную. Для заходніх тэарэтыкаў навуказнаўства і навукоўцаў не характэрная ні згаданая тэрміналогія, ні – як правіла – звязаны з ёй падыход. Падзеі, што адбыліся ў галіне навукі ў апошняй траціне ХХ ст. (пераход да вывучэння звышскладаных сістэм, якім уласцівыя працэсы самаарганізацыі і якія ў шмат якіх выпадках уключаюць у сябе чалавека і чалавецтва як дзейныя, актыўныя сілы [15, c.628-631]) нячаста разглядаюцца імі як навуковая рэвалюцыя, аналагічная па сваіх маштабах і наступствах з радыкальнымі пераўтварэннямі навуковага пазнання, што мелі месца напачатку Новага часу і напачатку ХХ ст.

Такім чынам, сучаснае прыродазнаўства паўстала ў выніку рэвалюцыйных пераўтварэнняў у абсягу прыродазнаўчых навук, што адбыліся на мяжы ХІХ і ХХ ст. Найістотнейшай яго характарыстыкай з’яўляецца разгляд рэальнасці праз прызму ўзаемадзеяння суб’екта і аб’екта пазнання. Яму ўласціва таксама хутчэй статыстычнае апісанне прычынна-выніковых сувязяў. У нашым культурным асяродку прынята вылучаць і адрозніваць дзве стадыі развіцця навуковага пазнання ў ХХ-пач. ХХІ стст. – некласічную і постнекласічную. Найважнейшай характарыстыкай постнекласічнай навукі з’яўляецца тое, што яна найперш засяроджваецца на вывучэнні звышскладаных сістэм, якім уласцівыя працэсы самаарганізацыі і якія нярэдка ўключаюць у сябе чалавека і чалавецтва як дзейныя, актыўныя сілы.

ПЫТАННІ І ЗАДАННІ

1. Як Вы растлумачыце той факт, што маштаб падзей, якія адбыліся ў навуковым пазнанні ў апошняй траціне ХХ ст., у агульным і цэлым па-рознаму ацэньваецца ў заходнім культурным асяродку і на постсавецкай культурнай прасторы?

2. Паспрабуйце выявіць іншыя ў дачыненні да згаданых у параграфе адрозныя і агульныя характэрныя рысы сучаснага і класічнага прыродазнаўства.

3. Паспрабуйце спрагназаваць, якой будзе постпостнекласічная навука.

Поиск по сайту: