Раздел III. Жизнь и Земля с точки зрения естествознания

Основы классической описательной биологии были заложены в конце XIX века усилиями нескольких поколений натуралистов, географов, зоологов, ботаников, геологов, палеонтологов. Традиционная биология изучает живую природу в ее естественном состоянии и имеет в качестве одной из своих задач построение систем классификаций, отражающих выявленные закономерности групп объектов. Построена теория сис­тематизации и классификации групп живых существ по сходству максимального количества признаков — нумерическая таксономия.

Современная биология является синтезом большого числа научных дисциплин, которые основываются, прежде всего, на химии и физике: молекулярная биология, биохимия, генетика, в том числе молекулярная генетика, биофизика, генная инженерия, радиобиология, геохимия, геофизика. Науку о живом веществе невозможно представить без геологии, палеонтологии (с такими ее разделами, как палеобиохимия, палеобиогеохимия, палеобиогеография и др.), климатологии, всего комплекса наук о Земле, использующих в своих исследованиях все современные аналитические методы, включая математическое моделирование. Область интересов и проблем современной биологии простирается от элементарных процессов в субклеточных структурах до эволюции биосферы в целом и взаимоотношений между живым и окружающей средой. Медицина выступает в качестве практической деятельности, изучающей человека.

Современная биология наглядно демонстрирует общее явление для естествознания нашего времени — взаимопроникновение наук. В наше время жизнь убедительно подтверждает, что крупные научные открытия в любых областях знания совершаются на стыке различных наук. А их дифференциация и растущая специализация лишь все более настоятельно требует кооперации. Об этом явлении хорошо сказал Б.М. Кедров¹: “... уже в конце XIX в. стала обнаруживаться другая черта в продолжающемся процессе дифференциации науки: начали появляться новые дисциплины, способствующие своим появлением образованию “мостов” между ранее разобщенными науками. Такого рода мосты возникали либо в виде переходных или промежуточных дисциплин, в которых соединялись черты двух или более разделенных до тех пор наук, либо в виде наук общего характера, пронизывающих собой как общим стержнем другие науки, не связанные, казалось бы, между собой. В результате этого дифференциация наук в современных условиях порой не только не приводит к их дальнейшему разобщению, а как раз, наоборот способствует их взаимному цементированию, заполнению разделявших их прежде пропастей, короче говоря их интеграции”.

Вне всякого сомнения, что одной из центральных проблем (до конца нерешенной) не только биологии, но и всего современного естествознания является проблема возникновения жизни. Важным направлением биологии, геологии и климатологии является построение теории биологической эволюции, в основе которой лежат представления о всеобщем характере эволюционных изменений в природе, изучаются источники, движущая сила и механизмы эволюции. Первые эволюционные теории были созданы в XIX веке Ж.Б. Ламарком и Ч.Р. Дарвином. В их рамках были сформулированы причины, движущие силы и сущность эволюционного процесса с принципиально различных позиций. Согласно Ламарку, приспособительные изменения организмов под воздействием окружающей среды передаются по наследству. Напротив, у Дарвина, приобретенные организмом свойства не передаются потомкам, наследуемые изменения носят случайный характер, и только отбор через уничтожение неприспособленных приводит к эволюции в живой природе. Отбор существует не только среди отдельных особей, но и, что важнее, среди видов и популяций. В центре эволюционного подхода Ламарка находятся организмы, тогда как у Дарвина основными объектами эволюции выступают популяции. В основе современной синтетической теории эволюции лежат идеи дарвинизма, обогащенные современными представлениями о сущности и механизмах наследственности, мутаций и естественного отбора.

Проникновение в биологию идей и методов математики, физики, химии, кибернетики и других точных наук выводит современную биологию на передний край естествознания. Произошло смещение центра тяжести биологических исследований в сторону молекулярной биологии, вместо наблюдения и описания основным методом исследований стал эксперимент. Экспериментальные исследования протобиологических систем, достижения генетической инженерии и развитие методов клонирования в последние годы являются зримыми свидетельствами, что молекулярная биология является основой изучения фундаментальных биологических проблем. Формируется общественное мнение — XXI век будет веком биологии, фактически центр тяжести современного естествознания уже перемещается в сторону биологических наук.

Физика изучает строение и свойства конкретных видов материи (веществ и полей) и формы существования материи (пространство и время) без разграничения на живую и неживую природу. Это никоим образом не означает, что все естествознание можно свести к физике, но важно понимать, что в основе явлений, изучаемых любой естественнонаучной дисциплиной, лежат физические процессы. Биология изучает живую природу, объекты которой существенно сложнее неживых. Несмотря на бурное развитие современных биологических наук, построение физической основы биологических явлений и закономерностей, еще далеко до завершения. Отсутствие у биологических наук в настоящее время единой теоретической основы, определенное “от­ставание” биогеологических наук от физических обусловлено, в первую очередь, следующим: 1) различие в сложности изучаемых систем; 2) фундаментом первых могут являться только вторые, поэтому указанное отставание временно запрограммировано; 3) принципиально эволюционный характер геобиообъектов, что стало понятным только в середине XIX века — возникла необходимость изучения долгой истории жизни на Земле, совместно с эволюцией планеты². И только к концу XX века становятся понятными в общих чертах ключевые моменты этой пятимиллиардной истории. Биогеологические дисциплины включают элемент историчности, что отличает их от физики. Единство жизни обусловлено ее историей и, следовательно, является отражением ее происхождения.

При изучении наук примеры полезнее правил.

И. Ньютон