Концепции современного естествознания. Учебное пособие-1

исследователей существуют некоторые расхождения в представлениях о конкретных молекулярных механизмах, лежащих в основе мутаций, о типах мутаций, о степени воздействия на эволюцию отдельных организмов таких факторов, как изоляция, численность популяции и т.д., существуют общие черты, позволяющие проследить эволюционный процесс в его основных характеристиках. Не вызывает сомнений, что первичным материалом для эволюции служат изменения в генах и хромосомах, что для зарождения нового вида необходима изоляция популяции, выраженная в той или иной степени, что естественный отбор обеспечивает сохранение некоторых, но не всех возникающих мутаций. Кроме того, существуют пять основных закономерностей эволюции.

1.Эволюция происходит с разной скоростью в разные периоды. В настоящее время она протекает быстро, это объясняется увеличившимся числом мутагенных факторов и выражается в появлении многих новых форм и вырождении старых. Примером может служить вирус гриппа, который мутирует постоянно, причем иммунитет, выработанный на старые штаммы, на действует на новые. Это доказывает, что у вновь появляющихся разновидностей вируса меняется генетическая структура, что приводит к изменению синтезируемого вирусом белка.

2.Эволюция организмов различных видов происходит с различной скоростью. Наиболее устойчивые виды, известные в настоящее время, — плеченогие (животные, родственные моллюскам). Некоторые их виды совершенно не изменились за последние пятьсот миллионов лет — раковины ископаемых плеченогих, найденные в древних породах, совершенно идентичны раковинам современных видов. Такие животные, как крокодилы и гигантские черепахи, являются современниками динозавров, т.е. их эволюция не продвинулась вперед примерно за сто пятьдесят миллионов лет. На другом полюсе находится человек — за последние несколько сот тысяч лет на Земле успело появиться и исчезнуть несколько видов гоминид — австралопитеки, питекантропы, неандертальцы. Вообще эволюция протекает быстрее при первом появлении нового вида, а затем, по мере стабилизации, ее темпы замедляются.

3.Новые виды образуются не из самых высокоразвитых и специализированных форм, а, напротив, из относительно простых и неспециализированных. Так, например, млекопитающие произошли не от крупных динозавров, а от группы сравнительно мелких неспециализированных рептилий.

4.Эволюция не всегда идет от простого к сложному. Существует много примеров так называемой «регрессивной эволюции», когда сложная форма дает начало более простым. Большинство паразитов произошли от свободноживущих предков,

91

которые имели более сложную организацию, нежели современные формы. В процессе эволюции происходило приспособление к изменившимся условиям окружающей среды, в результате чего многие ненужные свойства были утрачены. Существует множество примеров регрессивной эволюции — некоторые бескрылые птицы произошли от крылатых, которые были способны летать, безногие змеи — от рептилий, которые имели конечности; киты, имеющие всего два плавника — от млекопитающих с четырьмя конечностями и т.д. Все это связано со случайным характером мутаций и с тем, что они не обязательно вызывают изменения от простого к сложному и от несовершенного к совершенному. Если какому-либо виду оказывается выгодным иметь более простое строение органа или вовсе лишиться его, то любые мутации, происходящие в этом направлении, будут накапливаться естественным отбором.

5. Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате процессов мутирования, дифференциального воспроизведения, естественного отбора и дрейфа генов.

Тема 7. Человек как объект науки

Естествознание занимается исследованием окружающего нас мира, неживой и живой природы, преимущественно в виде взаимопревращения вещества и энергии. Однако и человек является объектом пристального внимания множества естественных наук. Разумеется, связано это в первую очередь с тем, что человек как биологический вид выделился из живой природы, он является ее частью и связан с ней множеством связей и отношений. К человеческому существу, следовательно, возможны как минимум два подхода — как к биологическому организму, и тогда он всецело принадлежит медицине как отрасли биологии, и как к личности, и тогда на сцену выходят гуманитарные науки.

Как показывает практика, ни один из этих подходов, взятый по отдельности, не является удовлетворительным. В самом деле, куда отнести такой раздел медицины, как психиатрия? С одной стороны, это естественная наука в комплексе медицинских наук. С другой — это наука о психическом здоровье человеческой личности, следовательно, она принадлежит к гуманитарным наукам. Подобные парадоксы связаны с самой сущностью человека как биосоциальной системы. Для их разрешения, казалось бы, достаточно просто отделить два понятия организм и личность. Однако человек

92

представляет собой именно систему, т.е. невозможно с точностью указать, где кончается биологическая сущность и начинается социальная.

Впервые на эту особенность указал еще Аристотель в попытках систематизировать имеющиеся к тому времени знания о человеке. Анализируя человеческий характер, он указал, что психические качества неразрывно связаны с биологическими особенностями каждого конкретного человека. По представлениям античной медицины, в человеческом организме присутствуют четыре жидкости — кровь (сангва), лимфа или белая кровь (флегма), желчь (холе) и черная желчь (меланохоле). Аристотель предположил, что характер связан с преобладанием одной из них, в результате чего возможны четыре варианта (или, как говорят современные психологи, акцентуации) характера: сангвиник, флегматик, холерик и меланхолик. Это предположение заслуживает внимания по двум причинам — во-первых, оно представляло собой первую попытку объяснить психические функции с помощью системного подхода в их связи с биологическими особенностями, во-вторых, классификация Аристотеля до сих пор используется в современной психологической науке.

Таким образом, мы видим, что уже на заре развития человеческой цивилизации существовало представление о системности его биологических и социальноличностных компонентов. Однако подобный подход, будучи принятым за аксиому, привел к превращению в эпоху Нового Времени в свою противоположность — физикализм. Физикалисты утверждали, что основным в человеке является именно его биология, а все психологические и социальные особенности выводимы из нее. Появление трактатов «Человек-машина» (1747) и «Человек — растение» (1748) французского философа Ламетри могут служить ярчайшим тому примером. Физикализм представляет самую большую загадку человека — его разум — в виде результата простой функции человеческого мозга. Как печень вырабатывает желчь, так и мозг вырабатывает мысли, которые представляют собой материальную субстанцию, просто наука еще не может обнаружить эту материю. С одной стороны, физикализм для своего времени представлял прогрессивное учение, поскольку утверждал материалистический подход к изучению человека, с другой же — был явным заблуждением, т.к. объединял процесс и результат. Сейчас очевидно, что ноги не вырабатывают никакой «материи ходьбы», равно как и мозг не вырабатывает никакой материи мысли, функцию органа нельзя смешивать с результатом проявления этой функции.

93

Внастоящее время принято считать, что разум человека, его мыслительные способности явились одним из факторов выживания, положительным признаком, который давал его носителям преимущество перед другими видами животных. Однако уникальность этого признака состоит в том, что благодаря ему человек становится способным не просто приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды, но приспосабливать эту среду для своих целей. Целенаправленное изменение окружающего мира выделяет человека из всех других биологических видов.

Возможность поступать в соответствии со своими заранее поставленными целями носит название деятельности человека и является его отличием от животных, у которых рассматривается лишь поведение.

Поведение представляет собой ответ на воздействие внешней среды (стимула) — определенным действием — реакцией. Повеление присутствует и у животных, оно является вынужденным ответом на внешнее воздействие и может быть достаточно легко предсказано. У человека также присутствуют поведенческие реакции, доставшиеся нам от животных. На внезапный внешний раздражитель, например, громкий неожиданный звук, человек будет реагировать так же, как и большинство животных — вздрагивание, поворот головы в сторону источника звука и т.д. Подобные действия мы сможем наблюдать у кошки или собаки, т.е. в данном случае никакого принципиального отличия человека и животного не существует.

Такое отличие проявляется в деятельности человека, т.е. в наличии определенного алгоритма, позволяющего ставить какую-либо цель и добиваться ее. Целеполагание — сугубо человеческий феномен.

Вдеятельности можно найти некоторые общие черты с поведением, например, для укрытия от неблагоприятных условий внешней среды и животные, и человек создают жилища. Однако имеются существеннейшие различия, позволяющие говорить

оразных механизмах этих действий. Животное строить жилье, повинуясь заложенным в него инстинктам, вследствие чего такое строительство является раз и навсегда запрограммированным. Человек же способен не просто варьировать программу своих действий, но и создавать ее.

Для того, чтобы понять отличие инстинктивного поведения и разумной деятельности, необходимо подробнее рассмотреть само понятие инстинкта.

Все живые организмы, обладающие хотя бы самыми малыми зачатками нервной системы, подчиняются нервным рефлексам. Рефлекс (от лат.reflectio — отражаю) — стереотипная, автоматическая, врожденная реакция организма на определенный внешний раздражитель. Из самого определения следует, что рефлекс является

94

отражением воздействия внешней среды на живую систему. Примерами рефлексов могут служить сужение зрачка при воздействии света, сгибание ноги при механическом воздействии на определенную область, и т.д. Если мы прикоснулись к чему-нибудь горячему, то наша реакция будет мгновенной и автоматической, мы не ожидаем, пока наш мозг проанализирует боль, ее причину, последствия, а затем решит, что же нам делать дальше. Мы рефлекторно отдернем руку еще до того, как поймем, что же, собственно, произошло. Это и будет рефлекторным поведением.

Для формирования рефлекса необходимо как минимум две нервных клетки — чувствительная (рецептор), воспринимающая воздействие внешней среды, и соединенная с ней двигательная, заканчивающаяся на каком-либо эффекторе (органе, способном выполнять определенное действие, например, — мышце). Соединение нервных клеток (нейронов) называется синапсом, поэтому простейшие рефлексы носят название моносинаптических. Цепочка «рецептор — нейрон — синапс — нейрон — эффектор» называется рефлекторной дугой. У высших животных и у человека рефлекторные дуги содержат большое количество промежуточных нейронов, находящихся в спинном мозге. Для изучения рефлексов используются так называемые спинальные животные, т.е. такие, у которых головной мозг отделен от спинного или разрушен, при этом все спинномозговые рефлексы полностью сохраняются. Это можно продемонстрировать, разрушив у лягушки спинной мозг, а затем прикладывая к спине животного кусочек бумаги, смоченный в кислоте. Сколько бы раз мы не проделывали это, одна нога у лягушки будет подниматься и сбрасывать его. Эта реакция, требующая согласованного действия многих мышц, демонстрирует одну из основных характеристик всякого рефлекса — точную и безотказную повторяемость во всех случаях. Лягушка с сохраненным головным мозгом, вероятно, сбросила бы бумагу два или три раза, после чего попыталась бы «придумать что-то новое».

Рефлексы могут быть достаточно сложными, например, при ходьбе, которая является рефлекторным действием, задействованы многие участки спинного мозга, и требуется координация глубоких (подкорковых) зон головного мозга животного.

Все рефлексы делятся на безусловные и условные. Безусловный рефлекс является врожденным и подразумевает строго определенную реакцию на строго определенный раздражитель. Условные рефлексы вырабатываются организмом в ответ на периодические раздражители. Например, при приеме пищи в строго определенные часы со временем именно в эти часы начнет выделяться желудочный сок, даже если пища еще не поступила в желудок. Все условные рефлексы вырабатываются на базе безусловных.

95

Инстинктом называют комплекс безусловных рефлексов. Инстинктивное поведение может быть очень сложным, и напоминать со стороны разумное поведение. Классическим примером является оса — сфекс. При откладывании яиц оса совершает целый комплекс упорядоченных действий — роет норку; находит насекомое (чаще всего — гусеницу), которое будет служить пищей потомству и парализует его, вводя яд в нервные центры; притаскивает это насекомое в норку; откладывает в гусеницу яйца, закупоривает норку воском Очевидно, что подобного рода забота о потомстве представляется чуть ли не разумной. Однако стоит вынуть гусеницу из норки, как обнаруживается ограниченность инстинктивного поведения — оса, даже если изъять насекомое у нее на глазах, продолжит весь набор действий, несмотря на то, что потомство будет обречено на гибель. Инстинктивное поведение, следовательно, является слепым, любой инстинкт требует точного выполнения определенных действий, не учитывая при этом изменившиеся условия.

Человек является биологическим существом, поэтому инстинктивное поведение присутствует и у него. Примерами человеческих инстинктов можно назвать инстинкт продолжения рода, инстинкт самосохранения и т.д. Однако у человека имеется одно чрезвычайно важное отличие. Животное почти никогда не может подавить своих инстинктов. Исключением являются лишь такие ситуации, когда один инстинкт подавляется другим, более мощным. Например, при защите потомства мать может пренебречь инстинктом самосохранения, для того, чтобы реализовался инстинкт продолжения рода. Однако такое подавление будет кратковременным. По истечении какого-то срока инстинкт самосохранения возьмет верх, и животное перестанет защищать своих детей. Более того, известны многочисленные примеры, когда хищники начинают охотиться на собственное потомство.

Человек может подавлять инстинкты целенаправленно и разумно. Случаи, когда инстинкт самосохранения отступал в различных ситуациях, чрезвычайно распространены и широко известны. Человек жертвует своей жизнью, причем делает это вполне осознано, поскольку есть ценности, более важные. Патриотизм, верность какой-либо идее, религиозные побуждения — вот далеко не полный перечень побудительных мотивов, которые могут полностью подавить инстинкт самосохранения. Сократ, выпивший чашу с ядом, Джордано Бруно, сожженный на костре, мученики раннего христианства — все это примеры превосходства иных ценностей над ценностью собственной жизни.

Основой такого отличия, как можно увидеть, являются человеческие ценности. Они определяются тем обществом, в котором живет человек, которое воспитывает его и

96

прививает ему различные нормы, запреты и разрешения. Для разных культур существуют и разные наборы ценностей, то, что приемлемо и даже поощряемо в одних социальных системах, оказывается запретным в других. Примером такого расхождения в ценностях может служить каннибализм — есть общества, где поедание себе подобных является освященной веками традицией. Следует сказать, что эту стадию в развитии проходили все без исключения человеческие племена, более того, именно каннибализм явился одним из факторов выживания человека — при невозможности охотиться на другие виды животных происходила охота на себе подобных. С развитием культуры каннибализм во всех «цивилизованных» обществах превратился в отвергаемое поведение, однако во многих первобытных племенах еще и сейчас он достаточно распространен.

Ценности каждой конкретной культуры формируют человека, в ней рожденного, однако и человек формирует культуру. Поэтому в настоящее время принято говорить, что человек как личность представляет собой одновременно и деятеля, и продукт культуры, человек не мыслим без общества, в котором он занимает определенное место и играет определенную социальную роль.

Такой подход к человеческой сущности существовал не всегда. Долгое время считалось, что человек сам по себе, в силу своей природы, уже при рождении является носителем всех основных качеств. Общество с такой точки зрения, представляет собой всего лишь набор индивидуумов, по тем или иным причинам вынужденных жить вместе. Примером такого подхода может служить теория происхождения государства, называемая теорией общественного договора. По представлениям многих мыслителей (Гоббс, Локк и др.), изначальным состоянием общества является война всех против всех, единственным правом в таком обществе является право сильного. (Ситуация, как видим, характерная для животного мира). Для того, чтобы избежать негативных последствий такой общественной организации, и в силу врожденных человеческих качеств, люди договариваются о необходимости создания органа общественного управления, которому они отдают часть своих прав, взамен получая охрану этим органом оставшейся части. Легко увидеть, что общество выступает при таком подходе вторичным образованием, целиком и полностью зависящим от каждого конкретного человека. (Подобный подход является типичным для анализа систем с точки зрения концепции элементов).

Маркс предложил принципиально иную концепцию человека и общества. В ней на первый план выходит социальная сущность человека, его личностные качества оказываются производными от общественных отношений. В марксизме выделяются два

97

ключевых признака, сыгравших главную роль при переходе от животного к человеку — способности к производству орудий труда и к членораздельной речи.

Уже говорилось, что человек — единственный биологический вид, который может не просто приспосабливаться к окружающей среде, но преобразовывать ее для своих нужд. Первым шагом на пути таких преобразований является создание предметов, не существовавших в природе и помогающих человеку в его повседневной деятельности. Использовать различные предметы могут и высшие животные — обезьяна в состоянии найти подходящий камень, чтобы разбить орех. Однако обработать этот камень, чтобы его было удобно держать в руке, она уже не может — такая процедура является целенаправленным действием, требующим предварительного построения идеального образа предмета. Именно возможность операций с идеальными объектами и является предпосылкой возникновения человеческого разума. Мы в состоянии представить, какой именно предмет нам необходим для выполнения тех или иных действий, и мысленно осуществить все необходимые манипуляции для того, чтобы реальный предмет окружающего мира максимально соответствовал нашему представлению. После этого мы производим эти манипуляции уже над реальным объектом. Возможность построения идеальной модели реального мира, с учетом наших целей и возможностей его преобразования, и называется мышлением. Создание компьютера для обработки огромных числовых массивов и создание простейшего каменного топора — звенья одной цепи, при всем различии в уровне технического развития и в одном, и в другом случае речь идет об одном и том же процессе — получении инструмента, необходимого человеку для решения каких-то задач.

Эта особенность фиксируется на биологическом уровне мозг человека и его передние конечности резко отличаются по своему строению и функциям. Кисть руки человека отличается от конечностей всех остальных животных сугубо анатомически. Характерная особенность человека — прямохождение — позволила освободить передние конечности и использовать их не для перемещения в пространстве, как у всех остальных животных, имеющих конечности, а для создания орудий труда. В результате необходимости совершать определенные действия, человек получил противопоставление одного из пальцев руки — большого — ко всем остальным пальцам, что привело к возможности точных движений. Также человеческая кисть имеет наибольшее среди живых организмов количество мышц, позволяющих выполнять точные движения. Утратив силу кисти, человек выиграл в качестве — даже очень сильные люди не могут провисеть на одной руке более полутора-двух минут, в то время, как обезьяны, чей вес порой значительно больше человеческого, легко могут

98

висеть так часами, лишь изредка меняя руки. Интересный факт связан с этой особенностью у младенцев. В раннем детстве ребенок может висеть на руках десять — пятнадцать минут, побивая все рекорды и посрамляя лучших гимнастов. Для этого не требуется вмешательства головного мозга, поскольку у человека существует хватательный рефлекс — при воздействии на ладонь какого-либо предмета пальцы автоматически сжимаются в кулак. Однако уже к четырех— пятимесячному возрасту эта способность утрачивается, одновременно с развитием некоторых зон коры головного мозга и появлением способности к точным движениям. Данное явление служит поводом для непрекращающегося спора о том, что здесь является определяющимся фактором. Одни исследователи утверждают, что изменившийся баланс «сила — точность» в кисти младенца приводит к соответствующим изменениям мыслительного аппарата, другие отдают приоритет развитию мозга, который индуцирует изменение мышечной функции. Кто бы не оказался прав в этом споре, очевидно одно — способность к точным движениям человеческой руки и мыслительная способность человеческого мозга совершенно однозначно связаны между собой. Способность коснуться подушечкой большого пальца подушечки мизинца не встречается ни у одного животного, кроме человека.

Мозг человека является наиболее высокоорганизованной формой живой материи. Нервная система человека насчитывает примерно десть миллиардов нейронов; они делятся на две основные группы: нейроны, входящие в состав центральной нервной системы, которые образуют головной и спинной мозг, и нейроны периферической нервной системы.

Спинной мозг представляет собой трубку, окруженную дугами позвонков, которые защищают его. Спинной мозг выполняет две важнейшие функции — передает импульсы, идущие в головной мозг и из него, и служит рефлекторным центром. На поперечном разрезе можно видеть, что он состоит из двух типов нервной ткани: внутренней массы серого вещества, имеющей в разрезе форму бабочки и состоящей из тел нервных клеток, и лежащего внутри белого вещества, образованного отростками нервных клеток — аксонами и дендритами. Аксон — это длинный отросток нейрона, служащий для передачи информации от нервной клетки другим нейронам; дендрит — короткий отросток, который принимает информацию от других нервных клеток. Каждый нейрон, как правило, имеет один аксон и несколько дендритов.

«Крылья бабочки» серого вещества разделены на два задних и два передних рога. В передних рогах лежат тела нейронов, аксоны которых направляются к мышцам, в задних — тала нейронов, дендриты которых принимают информацию от рецепторов.

99

При изучении расположения и функций нервных путей, проводящих импульсы от головного мозга, был обнаружен любопытный факт. Все волокна спинного мозга перекрещиваются так, что правая половина головного мозга контролирует левую сторону тела, и наоборот. Однозначного объяснения этого явления пока не существует, однако можно предположить, что в этом факте мы видим проявление определенной «избыточности», заложенной в человеческом организме.

Головной мозг представляет собой расширенный передний конец спинного мозга. У человека это расширение настолько заметно, что сходство со спинным мозгом довольно отдаленное. Однако у низших животных можно проследить появление головного мозга именно как метаморфозы спинного. Детальное строение головного мозга человека чрезвычайно сложно, однако можно выделить несколько главных отделов: продолговатый мозг, мозжечок, средний мозг, таламус и большие полушария.

Продолговатый мозг — состоит главным образом из нервных путей, идущих к вышележащим отделам. В продолговатом мозге находятся важнейшие нервные центры, отвечающие за функции жизнеобеспечения: дыхание, частоту сердечных сокращений, сужение и расширение сосудов и некоторые другие. Расположением этих центров в продолговатом мозге объясняется причина возникновения проблемы установления смерти, о которой шла речь в разделе, посвященном биоэтике: даже при гибели вышележащих отделов головного мозга, отвечающих за сохранение личностных качеств, продолговатый мозг будет генерировать импульсы, заставляющие сокращаться сердечную мышцу приводить в движение легкие и т.д. (В самом сердце также есть нервные волокна, образующие самостоятельную мини-систему — так называемый пучок Гиса, который заставляет сердце сокращаться даже при полной гибели головного мозга. В данном случае мы тоже сталкиваемся с избыточностью обеспечения наиболее важных функций отдельных органов).

Над продолговатым мозгом расположен мозжечок, который координирует движения и регулирует сокращения мышц. Его величина соответствует двигательной активности — у птиц относительный размер мозжечка больше, чем у человека. При повреждении мозжечка человек теряет способность к координированным движениям — он с трудом передвигается, не может вдеть нитку в иголку и т.д.

Средний мозг — более молодое образование, в процессе эволюции нервной системы оно появилось позже продолговатого мозга и мозжечка. В нем расположены нервные центры, отвечающие за многие рефлексы — сужение зрачка при попадании света, рефлекс «что такое» при громком звуке и др.

100