Методологические принципы биотехнологии. Монография

3

В В Е Д Е Н И Е

Научные дисциплины и технологии непрерывно меняются, обогащаясь новыми знаниями, включая все новые предметные области. Возникает закономерный вопрос: почему же тогда сохраняются такие дисциплины, как математика, физика, химия, биология, геология, математическая физика, физическая химия, аналитическая химия, биохимия, молекулярная биология? Да потому что есть инвариантные составляющие как науки в целом, так и отдельных дисциплин, сохраняющие фундаментальные основы достигнутого.

Одной из фундаментальных составляющих любой научной дисциплины являются методологические принципы и подходы, то есть методология. В силу указанной специфики в настоящем исследовании мы опираемся на разные эпизоды истории науки и технологии, которые обосновывают или иллюстрируют излагаемые методологические принципы. Данная работа сочетает в себе особенности научной монографии

иучебного пособия. Она также не является обзором новейших достижений биотехнологии, потому что автор стремился прежде всего найти нечто фундаментальное и непреходящее в биотехнологии и ее познавательных методах.

Основная задача издания – представить систему знаний по принципам, методам, способам, средствам, составляющим основы научной

иинженерной деятельности на всех стадиях формирования творческих решений: от постановки фундаментальных исследований до их промышленной реализации. Исходя из этого рассматривается историко-ло- гический процесс становления биотехнологии как междисциплинарной научно-прикладной области знания и анализируется роль в этом процессе взаимодействия естественно-научных и технологических областей знания: химии, биологии, аграрных наук, биотехнологии и химической технологии. Показываются функционирование общенаучных познавательных методов (дополнительности, соответствия, фальсификации, редукции и контрредукции, моделирования), целостного и системного подходов и возможности общенаучной дисциплины «гносеодинамика». Дается анализ и классификация экспериментальных и теоретических естественно-научных исследовательских методов. Анализируется и конкретизируется понятийно-терминологический аппарат биотехнологии. Рассматриваются принципы перехода от научно-лабо-

4

1 . В З А И М О О Б У С Л О В Л Е Н Н О С Т Ь Р А З В И Т И Я Е С Т Е С Т В О З Н А Н И Я И Т Е Х Н О Л О Г И И

Следует принять во внимание, что в ряде интегративных областей естествознание и технику вместе с технологией разделить невозможно. Например, в химических лабораториях получают продукты (вещества) в многостадийных процессах. Знание о способе получения соответствующего продукта есть не что иное, как технология. Обычно, когда обсуждают проблемы технологии, подразумевают технологию промышленных производств. При этом не следует забывать, что в англоязычной литературе понятия «техника» и «технология» обычно используются как понятия, совпадающие по значению и смыслу, причем наиболее употребительным является слово technology (технология).

История естествознания и техники свидетельствует, что естествознание и техника (включая технологию) развивались не только в результате двусторонних процессов передачи знаний и проблем, но

инезависимо друг от друга. Здесь достаточно указать на успехи достижения в области техники и технологии в Средневековье, которые были достигнуты без участия научно-философского знания: получение сплавов металлов, красителей и мастик; создание и усовершенствование водяных и ветряных мельниц, компаса, печатного станка, разнообразных печей, а также техники в области строительства зданий, морских судов

идр. В этот же период были разработаны технологии очистки металлов

иразделения веществ перегонкой. Но в отличие от философии и умозрительных наук техническое развитие в это время шло непрерывно

ипоступательно. На основании осмысления истории науки и техники могу сказать, что в этот период было законсервировано именно естествознание в силу абсолютного авторитета идей Аристотеля, а не религиозных догматов. История техники в эпоху Возрождения также демонстрирует неуклонное ее поступательное развитие.

Словом, кризисы и революции в развитии и становлении знаний – это события, которые преимущественно сопровождают достижения науки, а не техники и технологии.

Приведу еще примеры развития науки и техники в XX–XXI вв., которые показывают взаимодействие (а не только одностороннее действие) научных и технических знаний. Так, термодинамика зародилась

иразвивалась как термодинамика тепловых машин, т. е. как техниче-

6

ская термодинамика. Также и проблемы передачи информации телеграфом во многом обусловили становление теории информации, а изобретение самого телеграфа как технического устройства было обусловлено развитием физики электричества. Биотехнология и генная инженерия развивались в органичном единстве и представляют собой область синтеза технологии и естествознания.

Естествознание развивается по многим направлениям как искусство для искусства, то есть не только для того, чтобы обслуживать социальные заказы на технические устройства и новые промышленные технологии.

Методология, теория, эксперимент и собственно знание в естественных науках находят применение в первую очередь для познания тех же естественных объектов в той же предметной области, но на новом уровне или в более широком предметном ракурсе.

Технология и техническое творчество также не всегда опирались и опираются на естественно-научные знания. Если, например, по отношению к предмету технологии подобные знания отсутствуют, то в этом случае технология совершает «туннельный переход» через барьер еще не состоявшегося в этой области естественно-научного незнания, опираясь на свои собственные творческие ресурсы (интуицию, опыт, эмпирические правила и аналогии), в этом она сродни искусству.

Полезно отметить, что технология и искусство в современном смысле этих слов разделились, но окончательно это произошло не так давно. Здесь уместно напомнить высказывание М. В. Ломоносова из его лекции «Слово о пользе химии»: «Учением приобретенные познания разделяются на науки и художества. Науки подают ясное о вещах понятие и открывают потаенное действие и свойств причины; художества к приумножению человеческой пользы оные употребляют. Науки довольствуют врожденное и вкорененное в нас любопытство; художества снисканием прибытка увеселяют. Науки художествам путь открывают; художества происхождение наук ускоряют. Обои общею пользою согласно служат». Судя по контексту лекции, Ломоносов относил к «художествам» все сферы по созданию искусственных объектов – как ма- териально-практических, так и духовно-эстетических. Это понятно из следующих его слов: «Между художествами первое место ...имеет металлургия, которая учит находить и очищать металлы и другие минералы. ...Ибо металлы подают укрепление и красоту важнейшим вещам, в обществе потребным. Ими украшают храмы Божии и блистают монаршеские престолы, или защищаются от нападения неприятельского,

7

2 . К Л Ю Ч Е В Ы Е Э Т А П Ы И С Т О Р И И

ИМ Е Т О Д О Л О Г И Ч Е С К И Е П Р И Н Ц И П Ы

БИ О Т Е Х Н О Л О Г И И

2 . 1 . И с т о р и я с т а н о в л е н и я б и о т е х н о л о г и и

2 . 1 . 1 . О п р е д е л е н и е п о н я т и я « б и о т е х н о л о г и я »

Прошлый и нынешний века характеризуются непрерывным расширением биотехнологических исследований, смежных с биотехнологией естественных наук и промышленных технологий, а вместе с этим – соответствующим наращиванием объема и номенклатуры биотехнологических производств. Это связано с задачами получения лекарственных препаратов, диагностических и аналитических средств, пищевых

икормовых продуктов, агентов биологически активной трансформации ксенобиотиков, биопрепаратов для сельского хозяйства, полимеров

иматериалов, в том числе компонентов моющих средств.

Существует множество определений понятия «биотехнология», при этом нужно иметь в виду, что в одно краткое определение невозможно вместить любую крупную область научно-технологического знания. Поэтому ограничимся определением из Википедии: «Биотехнология (от др.-греч. βίος – жизнь; τέχνη – искусство, мастерство, способности; λόγος – слово, смысл, мысль, понятие) – дисциплина, изучающая возможности использования живых организмов, их систем или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач, а также возможности создания живых организмов с необходимыми свойствами методом генной инженерии».

На основании анализа истории, современного состояния и разнообразных направлений биотехнологии приведем также рабочее определение: биотехнология – научно-прикладная область знания, отрасль технологии и промышленного производства, основывающаяся на использовании биологической активности природных или модифицированных методами селекции и генной инженерии живых организмов

9

(животных, растений, микроорганизмов, клеточных культур, субклеточных надмолекулярных и молекулярных составляющих, а также иммобилизованных биомолекул и клеток) для получения продуктов потребления и социально значимых результатов.

К настоящему времени биотехнология сформировалась в особую учебно-научно-производственную систему, включающую мероприятия по подготовке и переподготовке кадров, проведению специальных научных исследований и инженерно-технологических разработок, комплекс биотехнологических производств и биоочистных сооружений. Именно в наши дни биотехнология перешла на этап самосознания (рефлексии) предмета, методов, целей, языка, дисциплинарной организации, т. е. в область разработки собственной методологии.

В целом можно констатировать, что при большом числе публикаций монографии, содержащие системное изложение философско-мето- дологических основ биотехнологии, – явление редкое. Особенностью данной работы является то, что часть ее содержания отражает собственные исследования и публикации автора, а также опыт чтения лекционного курса по методологическим вопросам биотехнологии.

Биотехнология относительно недавно стала выделяться как самостоятельная область научно-технической деятельности. Сам термин «биотехнология» вошел в научный оборот в 1970-е гг. До этого времени области, которые бы сейчас назывались биотехнологическими, определялись как техническая биохимия, промышленная микробиология и прикладная биохимия.

2 . 1 . 2 . П е р и о д ы с т а н о в л е н и я б и о т е х н о л о г и и

В литературе обычно выделяют четыре периода истории развития биотехнологии: эмпирический (начиная с древнейших времен), этиологический (со второй половины XIX в.), биотехнический (середина XX в.) и генно-технический (с 1970-х гг.). Также используют следующую периодизацию: допастеровская эра (до 1865 г.), послепастеровская эра (1866–1940 гг.), эра антибиотиков (1941–1960 гг.), эра управляемого биосинтеза (1961–1975 гг.), эра новой биотехнологии (по-

сле 1975 г.).

10