Текст книги "Разум побеждает: Рассказывают ученые"

Автор книги: авторов Коллектив

Соавторы: Еремей Парнов,Петр Кропоткин,Игорь Петрянов-Соколов,Виталий Гинзбург,Бонифатий Кедров,Леонид Ефремов,Владилен Барашенков,Владимир Брагинский,Борис Кузнецов,Яков Зельдович
сообщить о нарушении

Текущая страница: 20 (всего у книги 20 страниц)

Речь идет о создании электронного микроскопа и о введении способа «меченых атомов» (радиоактивных изотопов). Оба этих физических метода позволили перевести биологические исследования с клеточного уровня, на котором они велись в XIX в., на субклеточный, а затем и на молекулярный, открывая тем самым пути для изучения самых тонких, интимных сторон процессов жизнедеятельности.

Выдвижение микрофизики (атомной и субатомной) в качестве очередного одиночного лидера было опять-таки продиктовано совпадением запросов обоих факторов развития науки – материального (практики) и идеального (логики развития самого познания). По сути дела, на рубеже XIX и XX вв. стали складываться предпосылки грядущей научно-технической революции. Первым проявлением ее было практическое освоение атомной энергии в начале 40-х годов нашего века. Для того чтобы решить такого рода задачу, необходимо было предварительное широкое (фронтальное) изучение вновь открытого явления природы (радиоактивности), а затем и вообще ядерных превращений. Физика взяла на себя выполнение этой задачи, в решении которой была кровно заинтересована практика, столкнувшаяся с фактором существования нового мощного источника энергии. Без помощи физики практика не могла даже и мечтать подойти к его использованию.

С другой стороны, к этому вела логика развития самого научного познания: после открытия периодического закона химических элементов и создания теории электролитической диссоциации с ее центральным понятием иона (электрозаряженного осколка молекулы) наука вплотную подошла к тому, чтобы от сущности одного порядка (менее глубокой), когда познавались атомы и молекулы, перейти к сущности следующего, более глубокого порядка, проникнуть в глубь атомов, в их внутренние сферы. Благодаря этому только и могла быть раскрыта физическая причина найденной Менделеевым периодичности свойств химических элементов. Атомная и субатомная (в том числе и в особенности ядерная) физика стала, таким образом, узловым пунктом, в котором сошлись, совпали запросы практики и логики развития науки.

Это была область простейших из известных дотоле видов материи. Так как все более сложные образования материи – макрофизические, химические, геологические, биологические – должны возникать генетически и состоять структурно из этих простейших, элементарных физических видов материи, то их понимание и объяснение на современном уровне могло быть достигнуто только путем их рассмотрения, исходя из соответствующих физических представлений. На новый лад в XX в. повторилась та же ситуация, какая сложилась в естествознании XVII и XVIII вв., когда механика претендовала на то, чтобы давать ключ к истолкованию и изучению всех более сложных явлений природы. Только на этот раз в качестве простейших форм движения материи выступили уже не макромеханические, а квантовомеханические и ядерно-физические.

Для решения задач практического освоения атомной энергии потребовались быстродействующие вычислительные устройства, так что зарождение ядерной энергетики, в свою очередь, стало стимулировать создание электронно-вычислительной техники. Отсюда выросла кибернетика. Сначала все это находилось лишь в зачаточной фазе, и только к концу 40-х годов нашего века произошли события, получившие наименование научно-технической революции, что было связано опять-таки с тем, что ранее существовавший и действовавший одиночный лидер в развитии естествознания – микрофизика сменился групповым. Это дало себя знать как быстрый рывок вперед целого комплекса естественных и технических наук, приведший к коренному перевороту в науке и технике.

Таким образом, развернулся второй цикл развития в истории естествознания. Причем на этот раз продолжительность лидерствования микрофизики оказалась в 2 раза меньше, чем продолжительность лидерствования предшествующего ей группового лидера.

Подобно тому как на плечах механики вырвались вперед и стали быстро развиваться химия, физика, геология и биология в XIX в., так и в настоящее время на плечах физики вырвались вперед и стали развиваться еще быстрее, чем это было в XIX в., связанные с физикой отрасли естествознания и техники наших дней. Это их развитие проходило и проходит буквально на наших глазах. Прежде всего следует назвать автоматизацию и кибернетизацию производственных процессов, а также многих других сторон жизни и деятельности современного человека. Эти новые отрасли науки и техники представляют собой главный стержень научно-технической революции, подобно тому как в XVIII в. изобретение рабочих машин (прядильного, токарного и других станков) представляло самую суть технической революции того времени.

Наряду с ними важнейшими направлениями научно-технической революции являются новая энергетика, макрохимия, космонавтика (ракетная техника), а также молекулярная биология и физико-химическая генетика, расшифровавшая структуру материальных носителей наследственности (ДНК). Несомненно, физика, по-прежнему один из важнейших участников общего научно-технического движения. Речь идет о микрофизике, ищущей решение задачи о закономерностях атомного ядра и элементарных частиц, о физике твердого тела (полупроводниковой технике), о квантовой электронике (лазерной технике) и т. д.

Особенность научно-технического прогресса в наше время состоит в том, что все его направления находятся в тесном и постоянном взаимодействии между собой, решительно влияют одно на другое, переходят одно в другое. Все они в конце концов были индуцированы успехами микрофизики первой половины XX в., но сегодня приобрели самостоятельное значение и развиваются своими собственными путями. Но хотя они уже вышли из-под опеки физики, они все еще продолжают опираться на ее достижения.

За последние двадцать с небольшим лет, прошедших с тех пор, как возникла и быстро развивается научно-техническая революция, выявились многие новые проблемы науки и практики, для решения которых важно не только отмеченное выше комплексное исследование и взаимодействие всех наук и отраслей техники, но и выдвижение вперед в качестве ведущей определенной отрасли естествознания, которая, по-видимому, в ближайшее время будет призвана стать во главе научно-технического движения его новым одиночным лидером.

Дело в том, что если учесть постоянное ускорение темпов развития науки и укорочение сроков лидерстрования, то надо признать, что в ближайшие годы должен будет, по предположению, истечь срок ныне действующего группового лидерствования кибернетики, макрохимии, космонавтики и других ведущих сейчас отраслей науки и техники. Если сокращение вдвое каждый раз этого срока – закономерное явление или по крайней мере устойчивое правило, то ныне лидерствующая группа наук вскоре сменится каким-то одиночным лидером. Все чаще в среде ученых раздаются голоса, что уже в самое ближайшее время лидером естествознания должна стать биология, а именно молекулярная биология и связанные с нею междисциплинарные отрасли науки, равно как и близкие к ней генетика и другие разделы науки о живом.

Прежде чем говорить о грядущем лидере естествознания, обращу внимание на то, что в появлении одиночных лидеров есть своя последовательность, своя логика. Сначала механика изучала простейшую сторону всякого макропроцесса, абстракцию от действительных вещей и явлений мира. Затем микрофизика имела дело с более конкретным предметом, самым элементарным из известных пока нам, но неизмеримо более сложным, чем предмет макромеханики. Очевидно, что если продолжить эту линию дальше, то можно сказать, что теперь могла встать задача найти простейшие формы у еще более сложного предмета природы – у живого тела. Предмет, изучаемый каждым из перечисленных одиночных лидеров, становится все сложнее и сложнее, но каждый раз выдвигается методологически одна и та же задача: найти простейшую форму этого предмета.

Для проверки обоснованности мнения о том, что вскоре надо ожидать выдвижения молекулярной биологии в качестве лидера всего естествознания, нужно обратиться, как это делалось и раньше, к выяснению того, совпадают ли оба фактора научного развития (материальный и идеальный) в этом именно пункте современного естествознания.

Научно-техническая революция за истекшие 20–25 лет развивалась столь бурными темпами, что внесла в жизнь человека и окружающую его среду весьма существенные изменения. Часть, если не большинство из них, нельзя было вовремя предвидеть. Чтобы изучить, как повлияют на потомство современного человека (ближайшее, а особенно более отдаленное) часто ничем не контролируемое загрязнение среды отходами производства, экспериментов и тому подобной деятельности химического, физического и биологического характера, необходимы строго продуманные и многолетние исследования и наблюдения. Между тем темпы развития самой научно-технической революции способны опередить любые исследования, внося все новые, ранее не предвиденные и не учтенные факторы, существенно меняющие, а подчас и резко ухудшающие экологические условия жизни человека.

Несомненно, что причина загрязнения окружающей нас среды кроется не в самой по себе научно-технической революции, а в ее неумелом, неумном, некультурном, одностороннем проведении, без обеспечения наперед возможности стопроцентной утилизации всех компонентов данного производственного процесса, а не выбрасывания их в качестве отходов (подчас очень ценных).

Экологические исследования требуют своего развития с расчетом на далекие сроки. Причем возникла необходимость исследовать широким фронтом жизнедеятельность организма самого человека, живущего в различных естественных и искусственных условиях. В особенности требуется резко повысить эффективность изучения таких современных тяжелых болезней, как злокачественные опухоли и сердечно-сосудистые заболевания. Здесь, по-видимому, необходимо такое же резкое и крутое изменение положения, какое произошло в 40-х годах с атомной энергетикой, а в 50–60-х годах – с космонавтикой. А это, в свою очередь, предполагает проведение исследования именно на молекулярном уровне» с тем чтобы, исходя из простейших форм живого, можно было затем перейти к более сложным системам.

Многие отрасли современной техники, со своей стороны, крайне заинтересованы в том, чтобы как можно шире использовать в производственных процессах биохимические методы, позволяющие строить технологию производства на более рациональной основе. Здесь опять-таки на первый план выдвигаются простейшие формы (микроорганизмы), с помощью которых осуществляются соответствующие процессы. В частности, все большее значение приобретает вопрос об искусственном биосинтезе в связи с общей проблемой изготовления синтетической пищи – сначала для животных, затем и для человека.

По сути, вся история химии была последовательной эмансипацией ее производств – освобождением их от зависимости от естественных условий, связанных с неуправляемостью, сезонностью и всякого рода колебаниями природы. В XX в., например, встала задача эмансипировать получение высокомолекулярных веществ, таких, как каучук, от естественных условий (когда каучуконосы возделываются на плантациях). И она была решена благодаря развитию химии полимеров. В настоящее время все настойчивее встает задача начать эмансипацию получения продуктов питания от сельского хозяйства, так как только промышленное производство может обеспечить достаточный объем этой продукции и бесперебойность ее получения. Речь идет о предстоящей биологизации производства и других сторон жизни современных людей. А это стимулирует особенно быстрыми темпами и в больших масштабах исследования явлений жизни вообще и на их молекулярном (простейшем) уровне в особенности.

Исключительный интерес с точки зрения практики представляет техническое освоение результатов длительной эволюции живого, в ходе которой природа стихийно находила оптимальные решения разнообразных задач, например, оптического характера (сложнейший глаз насекомого при минимальном его размере и т. п.). Новая область знаний – бионика, раскрывая структуру того или иного биологического органа как физического аппарата, стремится найти пути и средства перевода на рельсы технических устройств результатов биологической эволюции. При этом на первый план выдвигаются закономерности биологической эволюции, направленной, в частности, в сторону постоянного совершенствования живых существ и их органов.

Все это говорит о том, что, с одной стороны, логика самого научного развития ведет к тому, чтобы вслед за раскрытием простейших форм в неорганической природе (атомная и субатомная физика) приступить вплотную к раскрытию простейших форм органической природы (молекулярная биология), а с другой – именно сейчас в таком переходе от неживой природы к живой оказывается остро заинтересована и сама человеческая практика. Вот почему есть основания ожидать, что в ближайшее время действительно начнется выдвижение биологии (молекулярной биологии) в качестве очередного лидера естествознания – в ней, как в узловом пункте, сходятся в настоящее время оба рода факторов научного развития – материальный и идеальный.

Обозначим буквой I одиночного лидера, а буквой L группового лидера. В качестве цифрового индекса будем обозначать порядковый номер данного лидера. Так как первым лидером в естествознании была механика, то она обозначится как I₁. Сменивший ее групповой лидер (химия, физика, биология) – как L₂, a сменивший эту лидировавшую группу новый одиночный лидер (микрофизика) – как I₃. Тогда ныне лидирующая группа естественных и технических наук (кибернетика, атомная энергетика, космонавтика и др.) обозначится как L₄, а возможный ближайший одиночный лидер (молекулярная биология) – как I₅. В таком случае, если со временем молекулярную биологию сменит еще новый групповой лидер, то он может быть условно обозначен как L₆, а следующий за ним одиночный лидер – как I₇.

В итоге составится следующий график, где числа, стоящие сверху, указывают продолжительность (в годах) каждого одиночного или группового лидирования начиная с XVII в. и кончая ближайшим будущим, которое изображено пунктирной линией и время продолжительности которого обозначено знаками вопроса.

Не будем пока заглядывать дальше, а попробуем вывести общую формулу, выражающую эмпирически устанавливаемую продолжительность для лидерствования n-го по счету лидера естествознания, учитывая при этом, что все нечетные лидеры – одиночные, а четные – групповые. Обозначив продолжительность во времени лидирования данной отрасли естествознания или данной группы его отраслей через ∆tn, получаем: ∆tn= 200/(2n–1).

Теперь обратим внимание на одну чрезвычайно важную особенность в изменении характера одиночного лидирования в развитии естествознания по мере достижения все более высоких и сложных ступеней познания: механика (I₁), лидируя, почти не испытывала обратного воздействия со стороны ведомых ею отраслей естествознания по причине их крайне слабого развития в XVII и даже XVIII вв. Лидирование микрофизики (I₃) в XX в. уже совершалось так, что смежные отрасли естествознания вступали с нею в определенное взаимодействие, образуя целый ряд межотраслевых научных направлений, стоящих на грани между ними и физикой. Например, между микрофизикой и химией возникла химическая физика (сверх уже ранее сложившейся физической химии); между физикой и биологией возникла биофизика и т. д.

В еще большей степени это коснется молекулярной биологии в случае, если она в ближайшее время станет лидером естествознания (I₅). Судя по темпам развития науки, срок ее лидерствования может быть ограничен немногим более десятилетия. Но в течение этого и всего последующего времени проблемы молекулярной биологии по самой своей сути не могут быть обособлены хотя бы в малейшей степени от смежных с нею междисциплинарных отраслей естествознания, а через них и с основными его отраслями. Между ними и ею оказались перекинуты переходные мосты в виде биохимии, биоорганической химии (химии биополимеров), биофизики, биомеханики, биокибернетики.

В таком случае понятие одиночного лидера начинает сближаться с понятием группового лидера, и смена одного другим теряет свою прежнюю четкость и определенность. Вероятно, правильнее было бы тут говорить не об одиночном лидерствовании какой-то одной научной отрасли, а о выдвижении (в качестве узловой и ведущей) определенной проблемы. В изучении ее направляющую роль может играть какая-то одна определенная отрасль знания (например, молекулярная биология), но выступающая в теснейшем взаимодействии со всеми остальными связанными с нею отраслями знания.

Если это будет так, то изменится весь характер развития естествознания, который столь ясно проявлялся до сих пор на протяжении почти 400 лет, когда при ускоряющемся темпе его развития четко выделились последовательные циклы: от одиночного лидера к групповому (первый цикл), а от группового снова к одиночному и от него снова к групповому (второй цикл) и т. д. Но возможно, что с известными отклонениями от этой четкой линии в развитии науки в ближайшие годы (одно-полтора десятилетия) совершится и третий, еще более короткий и не столь резко выраженный цикл – одиночный лидер, переходящий в групповой, после чего в смене узловых, ведущих проблем наступит изменение отмеченного характера и выявится какая-то иная закономерность, которая сейчас уже дает себя знать в нарастании комплексности исследований и выражается, в частности, в союзе не только отраслей естествознания, но и естественных и общественных наук.

Если попытаться строить более долгосрочные прогнозы, то можно допустить, что вслед за молекулярной биологией (I₅) должна будет выдвинуться вперед психологическая наука (I₇) – в связи с возрастанием роли психологических факторов в развитии всего человечества, в частности в связи с колоссальными психическими перегрузками, вызванными лавинообразно нарастающим объемом информации («информационный взрыв»). Ее приходится перерабатывать и усваивать сегодня не только взрослым, но и детям. Но главное – то, что освобождение нашего мозга от монотонных (поддающихся формализации) операций выдвигает теперь задачу рационального и полного развития и использования творческих способностей человека, в том числе и его творческой деятельности в области науки, техники, литературы, искусства.

Однако выдвижение такого рода проблем в качестве ведущих может быть успешно решено только после того, как будут решены коренные биологические проблемы, касающиеся реальной охраны жизни и здоровья людей – строителей нового общества.

НАШИ АВТОРЫ

АМБАРЦУМЯН Виктор Амазаспович (астрономия, астрофизика) – дважды Герой Социалистического Труда, академик АН СССР, президент Академии наук Армянской ССР.

БАРАШЕНКОВ Владилен Сергеевич – доктор физико-математических наук, руководит отделом в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне.

БРАГИНСКИЙ Владимир Борисович – доктор физико-математических наук, профессор, заведует отделением радиофизики на физическом факультете МГУ. Председатель комиссии по гравитации АН СССР.

БУДЫКО Михаил Иванович (геофизика атмосферы и гидросферы) член-корреспондент АН СССР, заведует отделом в Государственном гидрологическом институте Госкомитета по гидрологии (Ленинград).

БУТАКОВ Агат Андреевич – кандидат философских наук, доцент кафедры марксистско-ленинской философии МВТУ имени Н. Э. Баумана.

ВАЛЯЕВ Борис Михайлович – кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института геологии АН СССР.

ГИНЗБУРГ Виталий Лазаревич (экспериментальная и теоретическая физика) – академик, заведует отделом теоретической физики имени И. Е. Тамма в Физическом институте имени П. Н. Лебедева АН СССР.

ДЕМИН Николай Николаевич – доктор биологических наук, профессор, заведует лабораторией функциональной нейрохимии в Институте физиологии имени И. П. Павлова АН СССР (Ленинград).

ЕФРЕМОВ Леонид Николаевич – первый заместитель председателя Государственного комитета СССР по науке и технике.

ЗЕЛЬДОВИЧ Яков Борисович (физика, космические исследования) – трижды Герой Социалистического Труда, академик, заведует отделом в Институте прикладной математики АН СССР.

ЗЕЛЬМАНОВ Абрам Леонидович – кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ.

КАЗЮТИНСКИЙ Вадим Васильевич – кандидат философских наук, старший научный сотрудник Института философии АН СССР, ученый секретарь научного совета АН СССР по комплексной проблеме «Философские вопросы современного естествознания».

КЕДРОВ Бонифатий Михайлович (философия) – академик, заведует сектором истории науки и логики в Институте истории естествознания и техники АН СССР.

КНОРРЕ Дмитрий Георгиевич (молекулярная биология) – член-корреспондент АН СССР, заведует лабораторией в Новосибирском институте органической химии Сибирского отделения АН СССР.

КРОПОТКИН Петр Николаевич (геология, геофизика, геотектоника) член-корреспондент АН СССР, заведует тектоно-геофизической лабораторией в Геологическом институте АН СССР.

КУЗНЕЦОВ Борис Григорьевич – доктор экономических наук, профессор, старший научный сотрудник сектора истории механики Института истории естествознания и техники АН СССР.

МЕНШУТКИН Владимир Васильевич – доктор биологических наук, руководит группой математического моделирования физиологических процессов в Институте эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова АН СССР (Ленинград).

НААН Густав Иоганович (астрономия) – член-корреспондент АН Эстонской ССР, главный редактор Эстонской Советской Энциклопедии.

ОМЕЛЬЯНОВСКИИ Михаил Эразмович (философия) – член-корреспондент АН СССР, заведует отделом философских вопросов естествознания в Институте философии АН СССР, заместитель председателя научного совета по комплексной проблеме «Философские вопросы современного естествознания» при президиуме АН СССР.

ПАРНОВ Еремей Иудович – кандидат химических наук, член Союза писателей СССР.

ПЕВЗНЕР Леонид Залманович – доктор медицинских наук, старший научный сотрудник лаборатории функциональной нейрохимии Института физиологии имени И. П. Павлова АН СССР.

ПЕТРЯНОВ-СОКОЛОВ Игорь Васильевич (физическая химия) – академик, заведует отделом физической химии в Физико-химическом институте имени Л. Я. Карпова АН СССР, главный редактор журнала «Химия и жизнь».

ПЛЕТНИКОВ Юрий Константинович – доктор философских наук, профессор, заведующий отделением исторического материализма Института философии АН СССР.

ТРОШИН Афанасий Семенович (цитология) – член-корреспондент АН СССР, директор Института цитологии АН СССР (Ленинград).

ФРАНК-КАМЕНЕЦКИИ Давид Альбертович (1910–1970) – доктор физико-математических наук, профессор, работал в области теоретической физики.

ЧЕБОТАРЕВ Глеб Александрович (1913–1975) – доктор физико-математических наук, профессор, известный специалист в области небесной механики. Был директором Института теоретической астрономии АН СССР.

ЭНГЕЛЬГАРДТ Владимир Александрович (биохимия, молекулярная биология) Герой Социалистического Труда, академик, директор Института молекулярной биологии АН СССР.