СИСТЕМНОСТЬ, ГОМЕОСТАЗ И АКТИВНОСТЬ ОРГАНИЗМА
М. Г. ЯРОШЕВСКИЙ
Kак нередко случается в истории мысли, с появлением новых научных концепций меняется видение прошлого. В нем начинают различать идеи, родственные этим концепциям, осмысливают их как предвестники и прообразы. Сказанное относится и к принципу системности.
Речь в данном случае идет, конечно, не о стадиях, через которые проходит рецепция нового знания, когда оно сперва отвергается как несовместимое с существующими воззрениями, а затем наступает период его ассимиляции, происходит переориентация мышления на новый лад и, наконец, раздаются голоса о том, что перед нами всего лишь «хорошо забытое старое». Речь, повторяем, идет не об этом, а об одной из главных антиномий научного прогресса и соответственно исторического познания, а именно об антиномии вариантного и инвариантного в развитии идей, о традициях и новаторстве, о диалектике абсолютного и относительного в постигаемой истине.
Системный подход вовсе не является «терминологической революцией», попыткой представить давних знакомых под новыми именами. Он знаменует важные сдвиги в способах исследования и интерпретации явлений, а иногда и в способах построения научных предметов. Но эта, ставшая тривиальной оценка таит опасность забвения более глубоких, чем выявляемые современной методологической рефлексией, оснований данного научного направления. Если бы системный подход был чем-то прививаемым извне со стороны энтузиастов новых методологических стратегем, цена его была бы невелика. Сами энтузиасты появились в ответ на те изменения, которые претерпел категориальный строй позитивного научного знания. Чувство историзма не должно покидать приверженцев системного движения. Лишь в этом случае они смогут сохранить понимание того, откуда и куда они идут.
Системный подход как методологическая ориентация не был «изобретен» философами. Он зародился в определенный исторический период в силу обстоятельств, достаточно детально рассмотренных в литературе, и реально направлял исследовательскую практику (включая лабораторную, экспериментальную работу еще до того, как был эксплицирован идеально, в виде набора методологических идеализаций. Более того, известны попытки самих естествоиспытателей вычленить эти идеализации общего состава предметных научных знаний, выявить его особый (сравнительно с этим составом) идейный статус и даже признать за ним эвристическую роль. Конечно, такие попытки зародились не ранее того, как «системная эвристика» уже успешно использовалась на уровне конкретных, эмпирических исследований.
В области биологических наук наиболее интенсивно шла кристаллизация принципа системности как регулятора повседневной лабораторной работы. Поэтому вполне закономерно, что именно биологам принадлежали попытки осмыслить этот принцип на уровне специальной теоретической рефлексии.
Так, Уолтер Кеннон — самый крупный американский физиолог нашего века — выдвинул концепцию о «рабочих принципах» науки, которые он трактовал не как извне заданные логические (или эвристические) нормативы, а как «вычитываемые» из природы самих объектов, в данном случае биологических. Натуралист, оперируя ими, способен обнаружить новые феномены, прийти к важным открытиям. К этим принципам Кеннон относит наряду с причинностью и системность. Причинность предполагает, что за каждым жизненным отправлением стоят производящие его (хотя, быть может, при наличном уровне знаний незримые) естественные, доступные опытному контролю факторы. Что же касается системности, то ее синонимом для Кеннона являлся принцип гомеостаза, согласно которому все происходящие в организме события направлены к сохранению стабильного состояния вопреки возмущающим влияниям среды. Рабочий, эвристический смысл этого принципа Кеннон видел в том, что, руководствуясь им, физиолог в любом компоненте и отправлении живой системы усматривает одно из приспособлений, решающих единственную задачу — удержать внутреннюю среду в равновесном состоянии. Такой общий взгляд позволяет делать настоящие открытия.
Под открытием, как явствует из разъяснений Кеннона, можно понимать различные вещи. Иногда, говоря о нем, имеют в виду какой-либо частный феномен типа открытия адреналина как секрета надпочечников или торможения мышечной активности при раздражении определенных нервов или нервных центров. Однако все это скорее предоткрытия, поскольку не выявлена роль установленных фактов в «телесной экономии». В чем смысл выброса адреналина или торможения деятельности мышцы. Только ответив на этот вопрос, можно говорить о подлинном открытии. Ответ же на него способна дать лишь общая системно- гомеостатическая модель. Она позволяет объяснить факты, обнаруживаемые на чисто эмпирическом уровне, а также имеет пр0 гностическую ценность, направляя на поиск еще неизвестных физиологу регуляторов, обеспечивающих устойчивость организма и вступающих в игру при ее нарушении.
Из исследований биологического гомеостазиса Кеннон экстрагировал «общие принципы организаций», действительные для любых «сложных объединений» (систем). «Имеются,— указывал общие принципы организации, приложимые в широких масштабах к сложным объединениям сотрудничающих частей» с. 34]. Конкретизируя это положение и охватывая им наряду биологическими объектами социальные, Кеннон выделяет обширный спектр признаков, характеризующих систему в отличие от «не-системы»: стремление к сохранению стабильности, дифференциацию и интеграцию функций «сотрудничающих частей» с целью решения общей для всей системы задачи, согласование внешних и внутренних отношений, саморегуляцию, обеспечиваемую своевременным поступлением сигналов об отклонениях от «средней позиции» и принятого курса с последующим включением средств восстановления стабильности и др. Сквозь призму этих признаков следует, по Кеннону, изучать как «тело биологическое», так и «тело политическое» (социальное), начиная от элементарной системы, каковой является семья, и до государства.
Такой подход, согласно Кеннону, универсален, но смысл его, как мы видим, исчерпывается идеей гомеостаза, т. е. определенного типа физиологической регуляции, с открытием которого наступила новая эпоха в разработке представлений о «внутренних пружинах» организма. Концепция гомеостаза воплотила принцип системности, который посредством нее внедрялся в мышление натуралистов, исследователей поведения и саморегуляции сложных систем. Его методологическая сила коренилась в преобразовании таких кардинальных категорий, как часть и целое, структура и функция, причина и цель, внешнее и внутреннее. Само же преобразование, повторяем, происходило не по ту сторону конкретно-научной исследовательской практики, а в ее глубинах исходя из модели организма как субстрата гомеостатических регуляций.
Имелись ли у Кеннона предшественники? Первая попытка представить организм как целеустремленное целое принадлежит Аристотелю. Поскольку открытое им с естественнонаучных позиций своеобразие организации и поведения живых организмов получило впоследствии идеалистическую интерпретацию и Аристотелю был присвоен титул родоначальника витализма, необходимо реконструировать аристотелево учение об организме в его исторически достоверном виде. Обратимся к контексту, в котором оно сложилось.
Аристотель, как известно, прошел школу Платона, опиравшегося при истолковании человека не на философию природы, а на задаваемую социумом этику, т. е. область, где действуют нормы, «целевые причины» как регуляторы поведения отдельной особи (организма). Платон распространил свойства морального сознания на всю действительность. Вещи у него стремятся подражать идеям, к ним же устремляются несовершенные человеческие преставления, а сами идеи стягиваются к высшей из них — идее блага. Детерминизм, различные варианты которого содержались в учениях прежних философов — от Гераклита до Демокрита, был отвергнут во имя телеологии. Гносеологическим истоком такого воззрения послужили реальные свойства человеческого сознания, как устройства, ориентированного на еще нереализованные цели. Хотя цели и берутся из внешнего мира, но они вовсе не движут поступками по типу внешних толчков. Вместе с тем, «телеология» на уровне сознания отличается от целесообразности отправлений организма на других уровнях.
Для Платона здесь никаких проблем не существовало: ведь, он ставил поведение не только организма, но и неорганических тел в зависимость от внеположных всему материальному регулятивов (идей). В ином направлении продвигалась мысль Аристотеля, учившегося не только по «устным текстам» Платона, но и по книгам ненавистного Платону Демокрита, считавшего согласно свидетельству древних, что одно причинное объяснение стоит персидского престола. В демокритовой картине образования несчетного множества миров из потоков неделимых и непроницаемых частиц не было места для понятия цели. Организм как скопление атомов считался возникающим и распадающимся в силу действия тех же законов, по которым возникают и исчезают все остальные вещи. Если для Платона прототипом объяснения организма служило человеческое сознание с реально присущей ему социально обусловленной способностью программировать телесные действия индивида, то Демокрит не видел в организмах ничего, кроме сочетаний атомов, возникающих время от времени в общем круговороте природы. Ни у Платона, ни у Демокрита категория организма в качестве самостоятельной не выделялась. Она еще не приобрела своего собственного, одной лишь ей присущего содержания, организм отождествлялся либо с другими природными телами, либо с человеческим мышлением с его спо¬собностью к сознательному целеполаганию.
К этому необходимо присоединить следующее существенное обстоятельство. У всех философов до Аристотеля движущим началом вещей считалась душа. Однако, по Демокриту, душа это легкие и шарообразные атомы огня, одна из разновидностей вещества среди других, к которой равно применим физический закон рассеяния (ведь душа тоже является телесной). Мировоззренческое острие этой идеи было направлено против господствующих мифолого-теологических догм. Но в плане естественнонаучном она служила барьером к объяснению реальных системных особенностей живого организма, поскольку снимала с повестки дня проблему организации и устойчивости физических процессов в организме.
Этот барьер перешагнул Аристотель. Он не смог бы выстроить свою модель, не будь предшествующей «дуэли» между Платоном и Демокритом, показавшей применительно к организму недостаточность прежних представлений как о причине, так и о цели. Учтя итоги этой «дуэли» и обобщив огромный опыт античного естествознания, Аристотель реализовал новый категориальный синтез, который позволил трактовать организм в качестве особой системы, подчиненной и телеологии и причинности, но в ином смысле, чем это представлялось ранее.
Живой организм имеет физический субстрат, в нем содержатся те же элементы, из которых состоит неорганическая природа, но в нем действие этих элементов совершается в определенных границах, положенных его особой организацией, которая выступает как целое, определяющее взаимосвязь частей. Организм прекращает свое существование не из-за исчезновения одного из главных элементов (атомов огня, как учил Демокрит), а из-за распада организации. Эту организацию Аристотель обозначил термином «душа», имеющим в его концепции значение, существенно отличное не только от всех предшествующих, но и последующих. Душа для Аристотеля — это форма организации способного к жизни тела. «Необходимо душу признать сущностью, своего рода формой естественного тела, потенциально одаренного жизнью» [1, с. 36]. Смысл этого главного вывода Аристотель стремится раскрыть в трех метафорах — «секира», «глаз», «кормчий». Физическое тело тогда становится секирой, когда производит свойственные ему операции. «В этом и заключается душа» [1, с. 37]. Глаз перестает быть глазом с утратой зрительной функции. «Если бы глаз был живым существом, душой его было бы зрение» [1, с. 37]. И, наконец, «неясно, с точки зрения Аристотеля, не относится ли душа к своему телу как корабельщик к своему судну» [1, с. 37].
Функция органа, деятельность органа, управление движущимся объектом — таковы признаки, на которые следует ориентироваться в поисках природы души. Душа — это операция, деятельность и управление, но не самостоятельное тело среди других, не особое начало, как предполагалось прежде. «Правильно думают те,— продолжает Аристотель,— кому представляется, что Душа не может существовать без тела и не является телом» (1 с. 41]. Идеалистические интерпретаторы Аристотеля во все последующие века неизменно ставили ударение на второй части тезиса («душа не является телом»), игнорируя итог аристотелевых размышлений о природе души, итог, который сразу же делал бессмысленными все вопросы о прошлом и будущем души, способах ее соединения с телом и т. п. Тезис «душа не является телом» имел у Аристотеля тот единственный смысл, что она не идентична ни отдельным вещественным элементам, ни их смешению. Поэтому те представления о соотношении этих элементов (проблема части и целого), об их взаимодействии на основе соударения, сцепления и других физических процессов (проблема причинности), их концентрации и рассеяния (проблема упорядоченности) , которые неотвратимо следовали из презумпции о «вещественности» организма и его души, должны быть заменены другими, более адекватными.
Вместе с тем, не являясь телом, душа не может существовать без него. Смысл этого положения разъясняет приведенные выше метафоры: кусок камня превращается в орудие только в руках того, кто употребляет его с определенной целью, но вместе с тем ставить цель бессмысленно, не обладая средствами к ее достижению; глаз становится органом благодаря выполнению им своей функции, но ничто не может функционировать, не будучи способным к этому. Мы видим, что наряду с проблемами, поставленными у предшествующих философов, но не получившими приемлемого для Аристотеля-биолога решения (часть и целое, причинность, упорядоченность), здесь поставлены новые проблемы, особо важные в плане постижения своеобразия живого — цель и средства, структура и функция. Однако этим не ограничивалось аристотелевское положение о невозможности существования души без тела. Имелся еще один аспект, касающийся уже отношения души не к ее органическому субстрату, а к внешней среде, от которой этот субстрат не отделим.
Преимущество предшествующего материализма определялось тем, что душа, мыслившаяся как разновидность вещества, включалась в круговорот природных стихий и благодаря этому подводилась под общие законы мироздания. Аристотель первым провел демаркационную линию между неорганическим и органическим. Проблема их взаимоотношения тем самым выступила в новом ракурсе. Ведь органические тела построены из тех же элементов, что неорганическая природа, и могут существовать не иначе, как черпая в ней вещество, поддерживающее, говоря аристотелевским языком, их «питание и рост». Питание происходит за счет внешнего вещества, которое, однако, поглощается органическим телом принципиально иначе, чем неорганическим, а именно путем целесообразного распределения «в пределах границы и закона». Такой специфический для живого организма способ усвоения внешнего и есть душа в ее самой фундаментальной форме. Таким образом, к обрисованному спектру проблем, связанных с разработкой категории организма, присоединялась еще одна — проблема соотношения внешнего и внутреннего, с признанием первичности внешнего и активности внутреннего.
По образцу «питания» (как мы сказали бы сейчас, ассимиляции веществ) Аристотель попытался представить и другие функции одушевленного тела — сенсорную и интеллектуальную. Здесь сохраняется тот же подход — первичность внешнего и активность внутреннего. В ощущении (сенсорная функция) это выражено в том, что воспринимаются формы предметов без их материи, «подобно тому как воск принимает оттиск печати без железа и без золота» [1, с. 73].
В отношении сенсорной функции, где непременность воздействия физического предмета на орган очевидна, принцип первичности внешнего удавалось провести бескомпромиссно. Однако, отношении способности организма к интеллектуальным актам ситуация была значительно сложнее. У человека в отличие от животных цель стремлений может выступать не только в форме чувственных образов, но и понятий, которые организм, согласно Аристотелю, усваивает из внешнего по отношению к нему источника. Что же является таковым источником? Ведь объекты интеллектуального познания («усвоения») существенно иные, чем объекты «питания» или ощущения, которые носят «вещный» характер, они находятся за пределами взаимодействия организма с внешним миром, вне природы. Здесь у Аристотеля линия детерминистского, естественнонаучного объяснения обрывалась. Организм оказывался причастным к миру вечных категорий и истин, постигаемых в деятельном состоянии и напоминающих платоновские надзвездные идеи.
Известно, какие контроверзы в истории философской мысли породил аристотелевский догмат о «верховном разуме». Мы же в связи с рассмотрением вопроса о том, как у Аристотеля зарождалась новая модель организма, хотим обратить внимание на два обстоятельства: функции организма разграничивались по внешним объектам своей реализации; они истолковывались как неразрывно связанные в последовательном развитии жизнедеятельности.
Перед нами генетический ряд, в котором высшее возникает на основе предшествующего, более элементарного и фундаментального. Живое тело выступало в виде иерархически организованного целого, и эта иерархия имела генетический смысл. Категория организма складывалась в аристотелевском мышлении под воздействием потребности охватить в целостной схеме как предчеловеческие, так и человеческие формы. Но именно последние представляли собой камень преткновения: поведение человека регулируется качественно иным образом, чем поведение животного. Это побудило Аристотеля ввести такую детерминанту, как продукты сверхиндивидуального разума (нуса), исходящие из нематериальной сферы, но оказывающие воздействие на ход телесных процессов. Эти продукты суть нечто «внешнее» по отношению к органическому телу, которому, по Аристотелю, присущ и свой внутренний двигатель. Когда из желудя вырастает дуб, из одной зародышевой клетки — человек, из другой — слон, то объяснить различие в этих процессах развития усвоением внешнего питательного материала невозможно.
До понятия о генетической программе оставалось два с лишним тысячелетия, но принцип направленной реализации (энергейя) присущего организму потенциала (динамис) четко сформирован и выражен в понятии об энтелехии как цели, которая ''движет изнутри». Именно этот термин стал трактоваться как главный показатель виталистического стиля биологии Аристотеля.
Следует, однако, различать две ипостаси в аристотелевой «энтелехии», отражающие его общий подход к организму. Уже отмечалось его стремление постичь организм, как целое, включающее все живое — растительное, животное, человеческое. Отсюда возникала и опасность редукции «сверху вниз» — распространения на элементарное тех способов поведения, которые присущи высшему и сложному. Так произошло и с «энтелехией». В этом термине соединились два значения: «программно-генетическое», указывающее на направленность биологического развития, и «мотивационно-целеобразовательное», характерное только для человека Примером второго (пример Аристотеля) служит творчество скульптора, преобразующего кусок мрамора соответственно замыслу, которым движет телесными действиями этого скульптора. Различий между реализацией генетической программы и программы социальной Аристотель не проводил. Обе объединялись термином «энтелехия». И поскольку целенаправленность человеческого поведения известна каждому из его сознательного опыта, а о генетической «развертке» организма никакого позитивного знания не было, телеология живого представлялась по образу и подобию разумного целеполагания. Это и стало опорой последующего витализма.
Итак, категория организма в качестве биологической сложилась впервые у Аристотеля. Причем эта специально-научная категория имела своей предпосылкой, как мы видим, новый синтез философских категорий — целого и части, причины и цели, структуры и функции, внешнего и внутреннего, цели и средства, возможности к действительности. Воспроизводя своеобразие биологических объектов, Аристотель трактует организм как систему. Она целостна, устойчива, активна, целеустремленна. В отличие от постоянно подверженных «энтропии» (сравни демокритово «рассеяние» атомов) физических объектов она стремится сохранить свою организацию. Будучи неотделима от внешнего, она активно противостоит ему и «поглощает» его порциями в соответствии с присущим ей устройством. В этом мы видим зачатки концепции гомеостазиса, согласно которой организм удерживает свои процессы на стабильном уровне вопреки возмущающим внешним воз-действиям.
Вместо с тем устойчивость живого сопряжена с его изменением, развитием, движущую силу которого Аристотель усматривал в самом телесном субстрате, в стремлении организма к «потребному будущему», к преформированной цели, заранее определяющей ход текущих событий. Учение Аристотеля запечатлело первую фазу научного понимания системности, гомеостаза и активности организма, ставшую исходной для всех последующих исканий и решений.
Вторую фазу открыла биологическая модель Декарта. Она покончила с аристотелевской телеологией, утвердив равенство «организм-машина». Огромное революционизирующее воздействие этой формулы на естествознание общеизвестно. Из организма изгонялись любые факторы, недоступные причинному анализу и экспериментальной проверке. Мыслить организм по типу машины — вовсе не значит отождествлять одно и другое. Это была именно модель, позволившая обрести новые категориальные представления. Старые категории не аннулировались, а преобразовывались, получая четкое выражение в наглядной схеме. Важнейшей среди них, составляющей главный жизненный нерв научного объяснения, явилась категория причинности. Иногда ее отождествляют с детерминизмом как принципом, который ,позволяет предсказывать явления И управлять ими. Но детерменизм не сводится к причинности, тем более в её механическом варианте, утвердившемся со времен Галилея и Декарта (этот вариант отличался от демокритовского, поскольку причинность выступила в строгом физико-математическом одеянии). Детерминистское объяснение явлений не исчерпывалось причинным не только впоследствии, но и в ХVII в. о котором сейчас идет речь. Между картиной физического мира и картиной (моделью) организма имелось существенное различие, и детерминистская интерпретация второй включила новые важные признаки, без которых прекрасно обходилось строго причинное описание неорганической природы. «Это может показаться невероятным, но это факт, что в течение трехсот лет писатели, которые оспаривали возможность объяснить жизнь, исходя из физики и химии, oпeрировали в качестве аргумента тем, что живые тела не ведут себя машинообразно, вместо того, чтобы указать, что само по себе наличие у живых существ машинообразных функций доказывает, что жизнь не может быть объяснена в терминах физики и химии» [6, с.55].
В определенном смысле Декарт столкнулся с той же трудностью, что и Аристотель, знакомый с наиболее последовательным причинным объяснением взаимодействуя элементов природы, предложенным Демокритом. Для изучения живых систем с присущими им целостностью, упорядоченностью, организации, целесообразностью и др. атомистическая гипотеза» была непригодна. Столь же непригодной в этом плане являлась и картезианская концепция о вихреобразном движении материальных частиц; с её помощью анатомо -физиологическое знание не могло быть продвинуто ни на йоту. Вместе с тем отказаться от указанной концепции значило бы разъять природу на лишенные внутренней связи сферы. Выход,найденный Декартом, известен. Он состоял том, чтобы «вогнать» движущиеся по собственным законам физические «вихри» (в виде огнеподобных частиц, названных «животными духами») в телесную конструкцию, которая, в свою очередь , работает» по собственным, иным, чем в «чистой» физике, принципам. Иными словами, телесная конструкция стала рассматриваться по аналогии с созданными человеком машинообразными устройствами, но не как неорганическое тело. В концепции Декарта следует разграничить трактовку непосредственной мышечной реакции и трактовку поведения организма как целого. Применительно к первой, исходя из постулата, пo которому движение отдельной мышцы не может, иметь
иной причины, кроме материальной, Декарт объяснил это движение притоком «животных духов» (отсюда ложное представление Декарта об увеличении объема мышцы, блестяще опровергнутое Глиссоном). Что же касается целостного поведения, то оно выводилось из «диспозиции органов», т. е. определенной телесной организации. Именно в изображении строения и функции этой организации как целесообразно устроенного целого крылась объяснительная сила понятия, приобретшего в дальнейшем прославленное имя рефлекса. Объяснить рефлекс расположением и связью органов, взаимодействием дискретных частей целостного организма, решающего важную для его благополучия задачу, значило придерживаться не физико-химического, а системного подхода. Системность, целостность, целесообразность в декартовой модели организма — иные, чем у Аристотеля.
Душа уступила место машине. Выигрыш для естественнонаучной мысли был огромным. Правда, конкретные, эмпирически достоверные сведения о внутреннем устройстве работающего организма являлись у Декарта столь же фантастичными, как и у Аристотеля. Очень скоро этим воспользовались противники рефлекторной схемы, которые, атакуя декартовы представления об ее анатомо-физиологических компонентах («животные духи», «поры» мозга и др.), стремились поставить под сомнение схему в целом. Но ее эвристический потенциал был огромен и на протяжении столетий она направляла развитие нервно-мышечной физиологии. Модель «организм-машина» обеспечила с новых позиций понимание таких свойств живого тела, как системность (машина предполагает определенное устройство и согласованное взаимодействие ее компонентов, необходимых и достаточных для успешного функционирования), целостность (у Декарта — ответная реакция на раздражитель производится всей «машиной тела»), целесообразность (в машине она предусмотрена конструктором, а в «живой машине» выражена в полезной службе на благо целого).
Однако два других неотъемлемых параметра живой системы — ее гомеостатичность и активность — модель Декарта не объясняла. Она предполагала, что устойчивость организма обеспечивается, как и в мире механических автоматов, его конструкцией. Сама же конструкция способна лишь отвечать на внешние воздействия, т. е. работать реактивно, а не активно, по собственному почину. Конечно, ввиду такой самоочевидной особенности организмов, как видоизменение ими своего поведения под давлением новых обстоятельств, Декарту пришлось задуматься над возможностью использовать принцип рефлекса для того, чтобы справиться и с этой трудностью. Выход, найденный им, предвосхищал идею об условном рефлексе. «Когда собака видит куропатку, она, естественно, бросается к ней, а когда слышит ружейный выстрел, звук его, естественно, побуждает ее убегать. тем не менее легавых собак обыкновенно приучают к тому, чтобы вид куропатки заставлял их останавливаться, а звук выстрела, который она слышит при стрельбе в куропатку, заставлял их подбегать к ней» [3, с. 623]. Декарт предлагает для объяснения подобных феноменов возможный план перестроек в конструкции неРВНОЙ машины. Но изменения эти, как и в машинах, считались результатом внешнего вмешательства, а не реализации собственных возможностей системы.
В середине прошлого века в биологии сложилась кризисная ситуация. Прежние представления рушились под влиянием триумфа двух направлений: физико-химической школы, внедрившей в физиологическое мышление закон сохранения и превращения энергии (благодаря чему организм включался в круговорот физико-химических процессов в природе), и дарвиновского учения, в котором принцип определяющей роли внешней среды сочетался с идеей борьбы живых существ за выживание в этой среде. Физико-химическая школа утверждала детерминизм (в энергетическом варианте), учение Дарвина дало причинное объяснение целесообразности.
Пафос физико-химического направления состоял в том, чтобы отождествить процессы в неорганической и органической природе, подвести их под один закон и сделать организм объектом математически точного знания. По-новому интерпретируя отношение «организм — среда», дарвиновская концепция акцентировала активность организма, побуждая снять знак равенства между двумя членами этого отношения. Тем самым теория Дарвина стимулировала развитие идеи о двух средах: внешней, к которой приспосабливается организм, и внутренней, присущей ему самому, отстаиваемой им в борьбе за существование. Сам Дарвин этой идеи не выдвигал, но подготавливал ее своим учением. У истоков новой модели организма стоял К. Бернар. По своему поворотному в развитии системных представлений в биологии значению эта модель сопоставима с моделями Аристотеля и Декарта, решительно превосходя их по своему воздействию на экспериментальное исследование физиологических функций. Согласно Бернару) организм имеет две среды: внешнюю, физическую, среду и внутреннюю, в которой существуют все живые элементы организма. Внутренняя среда состоит из плазмы и лимфы (в дальнейшем к этому была присоединена тканевая жидкость). К. Бернар впервые поставил вопрос о постоянстве внутренней среды и факторах, его удерживающих. Генеральная идея состояла в том, именно благодаря постоянству внутренней среды организм приобретает независимость от внешних превратностей. На сохранение констант этой среды (кислород, сахар, соли и т. д.) работают множество витальных механизмов. О том, каковы эти механизмы, Бернар еще ничего сказать не мог. Но общая идея являлась чрезвычайно перспективной, и через несколько десятилетий Холдейн оценил ее как наиболее плодотворную из когда-либо выдвинутых физиологами.
У Кеннона идея гомеостаза развивается в оригинальное учение о «мудрости тела». Ему же принадлежит и сам термин «гомеостаз». Решающе новым явилось понимание организма как открытой системы. Кеннон писал: «В открытой системе, каковой является наше тело, составленное из неустойчивого материала и подверженное непрерывному воздействию условий, вызывающих в нем нарушения, его постоянство само по себе говорит о действии или готовности к действию агентов, поддерживающих это постоянство» [5, с. 281]. Организм способен сохраниться в качестве системы, лишь развивая специальную активность, направленную на поддержание стабильности. «Существование комплексной системы невозможно без стабилизирующих процессов» [5 с. 293].
Для поддержания гомеостазиса необходимо, согласно Кеннону два вида устройств: сигнальные устройства, чувствительные к любым изменениям, ставящим под угрозу гомеостаз; коррегирующие устройства, которые изменяют запасы веществ в организме или скорость протекающих в нем процессов. Перед нами — саморегуляция посредством обратных связей. Система различает значимые для нее изменения в среде и запускает в ход сервомеханизмы, регулирующие процессы, которые происходят в самой системе в направлении восстановления стабильности, т. е. равновесного состояния (гомеостаза). За этим общим выводом, служившим теоретической подоплекой всего, что происходило в экспериментально-физиологической лаборатории Кеннона, где изучались путем перерезок, раздражений, экстирпаций и других методик телесные аппараты гомеостаза, стояли новые категориальные установки. Преодолевались, в частности, механические представления о причинности, которые культивировала физико-химическая школа, знавшая только две переменные (раздражитель п реакция), связь между которыми не мыслилась иначе, чем внешняя и однонаправленная. Теперь она выступала в виде кольцевой, подготовив один из главных выводов кибернетики (напомним, что посредником между Кенноном и Винером был кенноновский ученик и сотрудник А. Розенблют).
Идеи о кольцевом принципе реагирования отдельных органов и подсистем складывались до Кеннона. Важный кенноновский шаг состоял в том, что принцип «круговой» взаимосвязи сигнальных и коррегирующих устройств был распространен на организм как целое, причем предполагалось, что факторы, обеспечивающие гомеостаз, действуют не порознь, а комплексно и координирование. «Иллюстрацией могут служить сложные и комплексные реакции, совершающиеся в крови и одновременно в кровообращении и системе дыхания с тем, чтобы сохранить в плазме относительное постоянство кислотно-щелочного баланса, а также организация оборонительной реакции, направленной против падения температуры, когда защитные процессы сменяют друг друга в определенной последовательности» [5, с. 2].
Гомеостаз — это сложная, динамическая, развертывающаяся в пространстве и времени система, отдельные компоненты которой, их связи и координирующие центры доступны точному экспериментальному изучению. Принцип системности организма восходит к аристотелевской модели. У Декарта он воплотился к образ механической конструкции, внутреннее устройство которой обеспечивает комплексную двигательную реакцию на внешние толчки, у Кеннона конструкция из воображаемой становится реальной, открытой для физиологического опыта, саморегулирующейся благодаря обратным связям, способной перестраиваться и адаптироваться к угрожающим ее устойчивости факторам. Такая перестройка носит характер преднастройки. Изменения во внутренней среде телеологичны в том смысле, что происходят заблаговременно а не в момент непосредственного действия раздражителей. Эти изменения приводят организм в состояние боевой готовности к предстоящим пертурбациям, повышая его шансы на выживаемость.
Физиологическое учение о гомеостазе отвечает не только на вопрос «как?», но и на вопрос «для чего?». Заслуга Аристотеля состояла в том, что он первым поставил этот вопрос применительно к биологическим объектам, ответив на него учением об энтелехии. Ответ Кеннона был принципиально иным, поскольку вытекал из дарвиновской концепции естественного отбора, давшей телеологии живого естественнонаучное объяснение. Целесообразность действия механизмов гомеостаза (например, механизмов сохранения постоянства температуры тела в условиях резких перепадов температуры внешней среды) — продукт естественного отбора, а не энтелехии. Не только добывание, но и сохранение механизмов гомеостаза требует от организмов специальной активности. Этим гомеостаз в живых системах отличается от саморегуляции в неорганических (технических) устройствах.
Активность в традиционной ее трактовке означала нечто противоположное автоматически протекающим процессам. В ней было принято видеть спонтанное проявление энергии жизненных сил. Однако, по Кеннону, в условиях гомеостаза активность представляет своего рода автоматизм. «Если состояние остается устойчивым, то так происходит потому, что любая тенденция к изменению сталкивается с возрастающей активностью фактора или факторов, которые сопротивляются изменению» [5, с. 281].
Автоматическая активность? Это звучало парадоксально, выражая новую трактовку представления об активности как о затрате ресурсов организма не на решение внешнедвигательных задач, а на удержание собственной устойчивости, которая, согласно учению о гомеостазе и вопреки модели, восходящей к Декарту, даром не дается. Такова была новая системно-детерминистская трактовка организма, его целесообразности и активности. Хотелось бы вновь обратить внимание на то, что здесь строго детерминистское объяснение не совпадало с механо-каузальным. Это еще раз свидетельствует о неправомерности отождествления детерминизма с причинностью.
Принцип гомеостаза, позволяющий радикально иначе, чем в предшествующих концепциях, объяснить поведение целеустремленных систем, был распространен сперва самим Кенноном, а затем и многими другими с биологических объектов на систему иного типа, приобретя тем самым универсальное значение. Нe полезно ли,— спрашивал Кеннон,— изучить другие формы организации — промышленные, домашние или социальные — в свете организации живого тела?» [5, с. 287]. И отвечая па этот вопрос в другой работе «Тело как гид в политике», он писал: «Аналогия может быть инструктивной, если взамен сравнения структурных деталей будет соотнесено выполнение функций в физиологической и социальной областях» [4, с. 22]. Изучение методов «регуляции и контроля устойчивых состояний в организме»,— утверждал Кеннон в разгар охватившего капиталистический мир кризиса,— может оказаться полезным «для других видов организаций, даже социальных и индустриальных, которые страдают от пертурбаций» [4, с. 25]. Идентифицируя социальное регулирование с физиологическими, Кеннон отрезал себе путь к пониманию действительных закономерностей и механизмов развития общества, являющихся изначально историческими. Однако при всей ограниченности этих экстраполяций роль учения о гомеостазе в утверждении принципа системности в его современном варианте (отличном от перипатетического и картезианского) трудно переоценить. В особенности это стало очевидно с появлением кибернетики, опиравшейся на системную трактовку гомеостатических регуляций.
Все возрастающий авторитет учения о гомеостазе определялся его высокой эвристичностью в плане исследования физиологических регуляций внутренней среды организма. В учении о гомеостазе доминировала идея «обороны» организма от разрушительных внешних влияний, защиты в противовес этим влияниям с помощью великого множества устройств своих внутренних констант, удержания равновесного состояния между внутренней средой и средой внешней. Тем самым системное описание относилось не к изолированному организму, а к иному системному феномену — «организм — среда». Однако, поскольку основной массив испытанных в опыте и теоретически разработанных знаний относился к внутриорганическим регуляциям (системе «внутренняя среда»), возникал соблазн интерпретировать с этих приобретших достаточную прочность позиций также и систему «организм — среда». Соблазн был велик, и ему поддались многие естествоиспытатели, увидевшие смысл взаимоотношений организмом и средой в достижении равновесных отношений между ними. Такая экстраполяция препятствовала исследованию активности организма по отношению к внешней среде (а не только среде внутренней). Учение о гомеостазе давало естественнонаучное объяснение лишь устремленности организма к удержанию на стабильном уровне веществ и процессов во внутренней среде, поэтому некогда поставленная Аристотелем проблема активной направленности организма на реализацию своих целей во внешнем мире вновь появилась на горизонте физиологического видения.
Наиболее резко высказал неудовлетворенность гомеостатической моделью поведения организма Н. А. Бернштейн. Известно, сколь много он сделал для утверждения в физиологии принципов системного мышления. Однако его особо важным шагом явилась идея о том' что системность организма не идентична гомеостатическим (и им аналогичным) регуляциям. Н. А. Бернштейн поставил вопрос о системной природе активности как качественно новой характеристике поведения живых существ. Он писал: «Активность выступает как наиболее общая всеохватывающая характеристика живых организмов и систем» [2, с. 329]. Применяя понятия биофизики, Н. А. Бернштейн оценивал целенаправленность действий биологического объекта как борьбу за негэнтропию, а применяя понятия кибернетики, он переводит категорию цели на объективный язык, трактует ее как закодированную в мозгу модель потребного организму будущего. Этот энерго-информационный подход открыл новую, еще не написанную главу современной физиологии.
Мы рассмотрели три эпохальные модели организма и «заявку» на четвертую. Каждая из них, с одной стороны, интегрировала естественнонаучные достижения своей эпохи, с другой — содержала проспект принципиально новых, теоретических и эмпирических исследований природы живых тел. В каждой из них за «ле¬жащими на поверхности» конкретными представлениями об устрой¬стве и работе организма незримо скрывались взаимодействующие между собой фундаментальные категории — причины и цели, внутреннего и внешнего, части и целого и др. Смена моделей означала каждый раз новый категориальный синтез, сквозь призму которого воспринимались конституирующие признаки организма — системность, устойчивость, активность.
Различные стадии в преобразовании общих представлений об организме свидетельствуют о присущем динамике научных идей Диалектическом единстве инвариантного и вариативного, эволюционного п революционного.
Схема гомеостатических регуляций имела своих предшественников в моделях, которым она пришла на смену и которым также были присущи признаки системности, устойчивости и активности, в иной интерпретации. Эта схема, синтезируя достижения биологии, преодолела ограниченность предшествующих моделей и приобрела фундаментальное значение для теоретического и экспериментального исследования целостного организма как саморегулирующейся системы. Однако системный подход в биологии не ограничивается той репрезентацией, которую он получил в концепции гомеостаза.
Биология активности перенимает от своих предшественниц принцип системности (подобно тому как он передавался «на эстафете» от аристотелевской модели к декартовской, а от нее к бернар-кенноновской) и вместе с тем обогащает его новым со держанием (подобно тому как в предшествовавшие эпохи он обогащался при переходе от одной модели к другой). Изучение рождения и смены системных идей в науке служит непременным компонентом построения продуктивной теории ее развития, потребность в которой столь остро испытывает современная исследовательская практика.
ЛИТЕРАТУРА
Аристотель. О душе. М., 1937.
Бернштейн Н. А. Очерки по физиологии движений и физиологии актив¬ности. М., 19С6. .
Декарт Р. Избранные произведения. М., 1950.
Cannon W. The body as quidc to politics. London, 1942.
Cannon W. Wisdom of the body. London, 1932.
Polanyi M. Life transcending physics and chcmistry.— Chemical and Engi¬neering News, 1967, v. 45.