image

      Противоречие между "внешней" и "внутренней" работой живых систем...

      Противоречие между "внешней" и "внутренней" работой живых систем. Принцип увеличивающейся "внешней" работы как историческая закономерность
      Автор: Э.С.Бауэр
      Материал статьи:

      Химическая или солнечная энергия, воспринимаемая животными и растениями из окружающей среды, не может быть воспринята и превращена в энергию работоспособной структуры живой системы без того, чтобы эта система не произвела внешней работы. Это невозможно даже в том случае, если мы позаботимся о том, чтобы эти источники энергии постоянно и в достаточном количестве подводились к организму. Поясним это несколькими примерами. Когда мы рассматриваем самых примитивных представителей животного мира, например амебу, то нам становится ясным, что для восприятия пищи внутрь организма необходима известная степень внешней работы изменения формы. Эта работа изменения формы необходима и в том случае, если мы культивируем животное в условиях эксперимента и постоянно заботимся о том, чтобы соответствующие питательные вещества находились в культурной среде. При естественных условиях последнее не имеет места и поэтому прибавляется новое необходимое условие для восприятия пищи из окружающей среды: перемещение, собственное движение клетки, которое в данном случае осуществляется, как известно, при помощи постоянного изменения формы, прикрепления и подтягивания тела, т.е. опять-таки сопровождается внешней работой. Содержащаяся в нашем общем законе движения работа против ожидаемого при изменении среды равновесия (т.е. приспособление) таким образом, в данном случае предполагает работу передвижения как необходимое условие.

      Превращение химической энергии воспринятых частиц пищи в структурную энергию различных частей организма в свою очередь с необходимостью предполагает наличие некоторых направленных течений внутри организма, т.е. опять-таки работы в смысле физики. Мы видим, что некоторая, хотя бы и минимальная внешняя работа необходима для поддержания и существований живой материи и ее движения. Как очевидно следует из нашего примера, наличие внешней работы необходимо во всех тех случаях, когда необходимая для поддержания структуры живой материи химическая энергия воспринимается из окружающей среды непосредственно в виде органических питательных веществ. Но это не всегда имеет место: например, зеленые растения, для которых внешним источником энергии служит солнечный свет, превращают эту энергию в химическую внутри организма при помощи хлорофилла. Здесь отпадает необходимость во внешней работе в виде изменений формы и передвижения для восприятия пищи.

      Прежде чем идти дальше, мы, однако, уже здесь должны отметить, что в противоположность весьма распространенному мнению ни растительная клетка, ни даже только хлоропласт никоим образом не являются простым трансформатором с определенной структурой, находящейся в равновесии и изменяющейся лишь постольку, поскольку на нее действует свет. В действительности мы здесь имеем как раз обратное: хлоропласт служит фотохимическим трансформатором лишь пока его структура неравновесна и поддерживается или вновь образуется путем постоянного превращения химической энергии органических веществ в клетке, синтезированных при помощи самого хлоропласта, в свободную энергию структуры хлоропласта, т.е. при помощи непрерывной внутренней работы. Без поставляющего энергию процесса дыхания хлоропласт погибает; изолированный из клетки хлоропласт неспособен трансформировать солнечную энергию в химическую.

      Насколько фотосинтез зависит от структуры остальной протоплазмы и насколько он поддерживается за счет структурной энергии протоплазмы, – показывают новейшие интересные опыты Любименко. Следовательно, и в этом случае использования солнечной энергии наши законы движения живой материи ни в какой степени не затрагиваются. В зависимости от такого способа питания отпадает лишь необходимость восприятия органических веществ питания непосредственно из окружающей среды, а следовательно, и необходимость той работы, которая затрачивается на это, т.е. изменения формы и передвижения. Действительно мы видим, что эти два вида внешней работы, встречающиеся у всех животных, отсутствуют у растений. Следовательно, момент внешней работы у растений отступает на задний план по сравнению с внутренней работой. Значит ли это, что внешняя работа здесь вообще отсутствует или хотя бы только может отсутствовать? Никоим образом.

      Остается еще необходимость протоплазматических токов внутри клетки для распределения органических веществ в ней, необходимость работы при изменениях внешних условий, например, при изменении освещения. Последняя форма работы не обязательно должна выражаться в виде перемены места, она может выразиться путем изменения положения листа или положения хлорофильных зерен, их распределения или скорости их передвижения внутри клетки. Но каждая из этих форм приспособления, т.е. работы, вытекающей из наших общих законов движения против ожидаемого при измененной среде равновесия, является работой в физическом смысле слова и, следовательно, производится за счет энергии живой структуры.

      Итак, мы видим, что противоречие между внешней и внутренней работой появляется уже с возникновением формы движения живой материи, т.е. с возникновением самой этой материи. Оно обусловливается, с одной стороны, тем, что живые системы должны воспринимать извне энергию, нужную для поддержания их работоспособности, должны приспособляться к внешним условиям, с другой же стороны – тем, что внешняя энергия внутри живой системы не трансформируется непосредственно в физическую работу.

      Совершенно очевидно, что роль и значение внешней работы по отношению к основной форме движения живой материи – внутренней работе – могут быть, и у различных живых существ действительно бывают, весьма различными; зависят, с одной стороны, от структуры живого существа, с другой – от окружающей среды, т.е. от ее источников энергии и от изменений последних. Из общих законов движения живой материи естественно вытекает, что всякое живое существо должно обладать известными работоспособными структурами, за счет выравнивания которых, т.е. частичного и временного уничтожения, может производиться внешняя работа для восприятия энергии извне, приспособления к колебаниям последней. В этом смысле каждое живое существо более или менее приспособлено к окружающей среде.

      Какие же источники энергии могут быть использованы при помощи этих структур или при помощи внешней работы за счет энергии этих структур, и при каких изменениях источников энергии еще может производиться внешняя работа для приспособления – это зависит, конечно, от самих структур. Мы уже видели в вышеприведенных случаях, что например, зеленые водоросли могут использовать энергию солнечного света для создания химической энергии внутри организма, в то время как одноклеточные животные организмы в тех же условиях неспособны использовать этот источник энергии. Мы видели также, что эта способность производить химическую энергию внутри организма имеет существенное значение для определения роли внешней работы. Мы знаем бактерии, которые в состоянии использовать энергию окисления железа или азота неорганических солей для синтеза органических веществ внутри организма. Таким образом, у этих организмов отпадает внешняя работа, необходимая для приспособления к колебаниям световой энергии и восприятия органических веществ, т.е. та работа, которую в тех же условиях другие организмы должны производить.

      Вероятно, здесь также меньше внешняя работа, необходимая для восприятия неорганических веществ и их распределения внутри клетки, так как возможно, что в большой степени используется работа осмотических сил и диффузия веществ в почве, которые не требуют никакой внешней работы за счет структурной энергии организма. Кроме того, нам известны животные организмы – паразиты, которые, правда, воспринимают извне органические вещества, но у которых идущая на это внешняя работа сведена к минимуму, так как они живут внутри других животных или растительных организмов, производящих для них эту работу.

      Итак, мы видим, что степень и значение внешней работы могут быть очень различны в зависимости от структуры организма и от окружающей среды. Теоретически здесь можно допустить любую возможность, и природа проявляет здесь такое разнообразие, что оставляет позади себя всякую фантазию. Нельзя ли, однако, установить какую-либо закономерность в этом разнообразии? Так как мы здесь имеем перед собой все формы со всеми их разнообразными структурами и степенями внешней работы, то очевидно, что если здесь вообще и имеется закономерность, то ее нужно искать в истории развития этих форм: она должна быть исторической закономерностью.

      Итак, мы должны здесь исходить из учения об эволюции и ее законах, в настоящее время уже окончательно подтвержденного опытным путем и служащего незыблемым фундаментом для теоретической биологии, – фундаментом, на котором можно обосновать дальнейшие теоретические построения. Мы уже в первой главе, где говорилось о предмете и методе теоретической биологии, выяснили, что эволюционная теория утверждает следующее: живые существа в их современном разнообразии возникли не одновременно и не независимо друг от друга, но имеют свою историю. Они произошли друг от друга, обладают общим родословным деревом и поэтому находятся в более или менее близком «кровном родстве» друг с другом.

      Происхождение различных видов путем отбора основано на следующих свойствах всех живых существ: на размножении, изменчивости и наследственности. На основе этих свойств происхождение видов находит свое полное естественнонаучное объяснение. Во избежание всяких недоразумений и тавтологий мы не будем отделять друг от друга последние два свойства, и будем говорить только о наследственной изменчивости, т.е. о мутациях согласно обычной терминологии. Тогда мы имеем дело только с двумя свойствами: размножением и мутабильностью.

      Эволюционная теория дает следующее обоснование возникновения новых форм: размножение живых существ приводит с неизбежностью к вымиранию большинства особей, прежде чем они смогут снова размножаться. Если бы организмы не обладали свойством мутабильности, то новые виды не могли бы возникать, и то, какие особи выживают и дальше размножаются, было бы всецело предоставлено случаю, так как все они одинаковы, с одинаковой вероятностью попадают в более или менее благоприятные условия и, обладая одной и той же структурой, могут использовать только одинаковые источники энергии в одинаковых пределах их колебаний. Но так как организмы обладают мутабильностью, то их внутренняя структура подвержена у отдельных особей изменениям, так что вероятность выживания не одинакова для всех особей.

      Во-первых, различные организмы могут благодаря хотя бы минимальным различиям в своей структуре в различной степени приспособляться к колебаниям внешних условий, а во-вторых, вероятность попасть в более или менее благоприятные условия становится не одинаковой. Если, например, данное животное становится более подвижным, или семена какого-либо растения благодаря своему строению легче разносятся ветром, то для них естественно увеличивается вероятность попасть в более (но также и в менее) благоприятные условия. Следовательно, выживут с большей вероятностью те особи, которые вследствие наследственных вариаций своей структуры или могут приспособляться к большим колебаниям среды или же с большей вероятностью попадают в более благоприятные условия. Под средой мы, конечно, понимаем не только неорганическую природу, но и густоту и состав населения, образуемого другими живыми существами. Дело в том, что, с одной стороны, между ними наступает конкуренция за ограниченные источники энергии неорганической природы, как, например, воду, свет, почву, за питательные вещества и т.д., с другой же стороны, они сами служат пищей друг другу и взаимно истребляются.

      Какие новые структуры возникают, какие структуры увеличивают вероятность выживания в этой «борьбе за существование», когда имеется большая вероятность их появления и находится ли их возникновение в какой-либо связи с внешними условиями существования, а также с выживанием и размножением, – обо всем этом эволюционная теория ничего не говорит. Мало того, возникновение наследственных вариаций рассматривается просто как свойство живых организмов, и в современной биологии отрицается всякая закономерность, касающаяся форм и частоты вариаций, а следовательно, и всякая закономерная зависимость от выживания или вымирания и от размножения организмов. Какие вариации появляются и когда они возникают, является, следовательно, делом случая.

      В главе об эволюции мы увидим, что этот взгляд современного учения об эволюции обусловлен недостаточным знанием общих законов движения живой материи и что применение этих законов и в этой области позволяет нам глубже проникнуть в сущность явлений и установить некоторые закономерности. Здесь же мы только покажем, что на основании современного эволюционного учения и наших общих законов движения живой материи мы приходим к закономерности в истории развития организмов, касающейся противоречий между внешней и внутренней работой.

      Хотя появление наследственных вариаций структуры и является чисто случайным, но выживание той или иной особи происходит уже не с одинаковой вероятностью. Как мы видели, большей вероятностью выжить обладают те особи, которые или могут приспособляться к большим колебаниям окружающей среды или с большей вероятностью попадают в благоприятные условия. Но мы видели, что как приспособляемость к изменениям источников энергии в окружающей среде, воспринимаемых при данной структуре, так и вероятность попасть в более благоприятные условия (т.е. подвижность организмов) в общем, тем больше, чем больше внешней работы может быть произведено при прочих равных условиях.

      Конечно, это правило действительно лишь в самых общих чертах, эта связь никоим образом не является непосредственной: ни вероятность попасть в более благоприятные условия, ни приспособляемость к большим колебаниям источников энергии в окружающей среде не повышаются и не могут повышаться только путем увеличения внешней работы. Так, например, большая подвижность, т.е. большая вероятность попасть в благоприятные условия при неизменных структурах, служащих для восприятия энергии, может быть обусловлена не только увеличением внешней работоспособности, т.е. большей собственной подвижностью организма, но и такой структурой, которая использует силы окружающей среды, при которой работа, необходимая для передвижения, производится этими внешними силами. Мы наблюдаем это, например, на строении некоторых семян, которые легче разносятся ветром, и такая структура создает для них большую вероятность попасть в благоприятные условия без всякого усиления внешней работы.

      С другой же стороны, приспособляемость к колебаниям источников энергии может быть повышена и при неизменной среде не только путем увеличения внешней работы: например, у растений использование энергии солнечного света может быть повышено не только при помощи структур, позволяющих производить внешнюю работу, как-то: поворачивание листьев, перемещение хлоропластов внутри клеток и т.п., но также и без увеличения внешней работы при помощи таких структур, как например, большая поверхность листьев и т.п. То же самое относится и к животным организмам, причем и здесь приспособляемость к большим колебаниям среды может быть достигнута при помощи структур, позволяющих, например, при восприятии пищи лучше использовать осмотические силы окружающей среды без увеличения внешней работы организма.

      Наконец, возникают новые структуры, позволяющие использовать новые источники энергии окружающей среды, как мы это видели на примере железных и азотных бактерий. Восприятие этих новых источников энергии не обязательно сопровождается увеличением внешней работы; наоборот, мы видели, что в приведенных примерах имеет место обратное. Так, зеленые растения должны производить значительно меньше внешней работы благодаря своей способности использовать энергию солнечного света для образования химической энергии внутри организма. Далее мы знаем, что паразиты и симбионты, могущие использовать работу других организмов или образованную последними химическую энергию, должны производить для этого не больше, а, наоборот, меньше внешней работы. При помощи этих новых структур, позволяющих использовать новые внешние источники энергии для внутренней работы, т.е. для поддержания и создания неравновесных структур живой материи, также увеличивается вероятность выживания в борьбе за существование.

      Итак, мы видим, что большая вероятность выживания в борьбе за существование может быть обеспечена не только путем увеличения внешней работы и поэтому не всегда сопровождается таким увеличением. Но параллельно с увеличивающейся густотой населения, являющейся неизбежным последствием размножения организмов, и с увеличивающимся распространением новых форм на новых территориях в результате возникновения новых структур, позволяющих использовать новые источники энергии, – параллельно с этим неизбежно идет повышение роли и значения внешней работы по сравнению с внутренней.

      С одной стороны, при увеличивающейся густоте населения одинаковых организмов, т.е. использующих одинаковые источники энергии, вероятность выживания тем больше, чем большую внешнюю работу могут производить данные организмы благодаря своим структурам. С другой стороны, даже при возникновении структур, позволяющих использовать новые источники энергии и, следовательно, заселить новые, до того слабо или даже совсем не заселенные области, большая вероятность выживания обеспечивается этими новыми структурами лишь до тех пор, пока и в этой новой среде густота населения в результате размножения не увеличится настолько, что выживание вновь станет возможным только при помощи структур, позволяющих опять-таки или увеличить внешнюю работу или использовать новые источники энергии и т.д.

      Мы видим, что историческое развитие разнообразия форм живых систем должно было происходить в двух направлениях: 1) в направлении увеличения разнообразия одновременно существующих форм в отношении использования различных источников энергии и различных внешних условий, 2) в направлении увеличения внешней работы в пределах одной и той же группы форм.

      Однако отнюдь не следует думать, что различные группы форм существуют независимо друг от друга, даже если они используют различные источники энергии. Они сосуществуют во времени и в пространстве и поэтому составляют окружающую среду и источник энергии друг для друга.

      Образованная растениями внутри организма при помощи солнечного света химическая энергия используется животными как источник энергии. Образованная организмом-хозяином химическая энергия используется паразитом, чем наносится вред хозяину. Один вид животных живет за счет другого и т.д. В этой борьбе за существование внешняя работа, очевидно, получает все большее значение для вероятности выживания. Вероятность выживания повышается не только тем, что в пределах одинаковых форм или форм, находящихся в близком родстве, при прочих равных условиях структуры дают возможность производить большую внешнюю работу, но и тем, что степень внешней работы у одной формы выше, чем у другой.

      Итак, мы приходим к следующему выводу: в ходе возникновения разнообразия форм живых существ, роль внешней работы становится все более важной, вследствие чего последняя должна увеличиваться. Эта закономерность является не прямой, а исторической, осуществляющейся с необходимостью через одиночное и случайное.

      В частности, из вышеприведенных соображений вытекает следующее: среди одинаковых или родственных форм, пользующихся для внутренней работы, т.е. для поддержания и создания своих неравновесных структур, одинаковыми источниками энергии в одной и той же местности, более древние формы обладают менее развитыми структурами для внешней работы, чем более поздние. Или, что означает то же самое: вновь возникающие формы, могущие использовать новые источники энергии и новую окружающую среду, вначале обладают меньшей способностью к внешней работе; последняя у них падает до минимума с тем, чтобы потом вновь повыситься в пределах той же самой группы форм. Примером могут служить растения, использующие световую энергию, паразиты, азотные и термофильные бактерии и т.д.

      Наконец, среди всех одновременно существующих форм максимум внешней работы со временем возрастает. Здесь уместно сказать несколько слов о характере этой закономерности, тем более что такие исторические закономерности, говорящие о направленности в развитии видов, очень часто вызывают хотя и понятный, но не всегда обоснованный испуг у биологов и дают повод для целого ряда недоразумений.

      Причиной этого, как мы уже говорили в первой главе, является то, что такие «тенденции» в направлении развития очень часто могут привести к виталистическим концепциям и еще чаще исходят из них. Так называемая «лестница живых существ» Ламарка, различные теории ортогенеза, – все они имеют под собой 50 виталистическую основу. Это обусловливается тем, что и сами виталисты не могут себе представить другой закономерности, кроме непосредственной и по существу внешне каузальной. Когда они наблюдают или думают, что наблюдают какую-нибудь закономерность в развитии, то они считают необходимым принять и для нее непосредственную, лежащую вовне действующую причину, какую-нибудь целесообразную энтелехию. Тогда причинной закономерности противопоставляется так называемая финальная, целестремительная закономерность. Это противопоставление в корне неверно, так как из того, что закономерность не может быть сведена без остатка к внешне каузальным отношениям, никоим образом не вытекает необходимость финальной закономерности, целесообразности, т.е. телеологического момента.

      Итак, такое противопоставление в смысле tertium non datur неправильно. Существуют исторические закономерности, не исчерпывающиеся без остатка внешне каузальными отношениями и, тем не менее, не имеющие ничего общего с целесообразностью, энтелехией или телеологией. Но противопоставление финальной и каузальной закономерностей в том смысле, что первая якобы является другим объяснением, не основанным на причинной связи, также неправильно, так как когда виталисты считают себя вынужденными прибегнуть к финальной закономерности, то они при этом все же не могут освободиться от представления о чисто причинной связи как единственно возможной исчерпывающей закономерности, почему и считают необходимым прибегнуть к вне лежащей причине в форме энтелехии, сводя, таким образом, данную закономерность, в конце концов, опять-таки к чисто внешне каузальной. Исторических закономерностей, основанных на самих законах движения живой материи с ее неизбежным взаимодействием с окружающей средой, они не знают.

      К сожалению, с некоторыми материалистами дело часто обстоит немногим лучше: хотя они и говорят об исторических закономерностях, но отвергают их в качестве идеалистических, и поэтому не видят их, выплескивая, таким образом, ребенка вместе с водой. Поэтому уместен вопрос, когда мы имеем право говорить об исторической закономерности и в чем она состоит. В чем ее различие от чисто каузальной?

      Прежде всего, ясно, что закономерное изменение во времени не является существенным признаком исторической закономерности. Движение земли вокруг солнца и ее положение в пространстве строго зависят от времени, и мы можем предсказать ее положение с большой точностью на дни, годы, десятки лет вперед. Тем не менее, мы здесь очевидно не имеем дела с исторической закономерностью. Эта закономерность во времени однозначно определяется действующими причинами притяжения масс и положения небесных тел относительно друг друга. То же самое имеет место и при падении тела в пустоте, поскольку можно пренебречь сопротивлением воздуха. Здесь мы также имеем выраженную законами падения точную зависимость положения и скорости падающего тела от времени, – зависимость, также без остатка выводимую из взаимного притяжения и пространственных отношений.

      Но как обстоит дело, например, со следующей закономерностью: всякое тело, удельный вес которого больше, чем воздуха, рано или поздно упадет, невзирая на ветер и сопротивление воздуха и независимо от случайных направлений и силы ветра и от положения тела относительно земли? Здесь перед нами закономерность, с необходимостью осуществляющаяся во времени через частное и случайное. Летящий лист может быть поднят вверх, в следующий момент вновь упасть вниз и т.д.; всякий последующий момент движения в значительной мере независим от предыдущего, не может быть определен заранее, и, тем не менее, можно предсказать, что со временем лист упадет на землю. Быть может эта закономерность является исторической? Ни в коем случае. Дело в том, что и эта закономерность обусловлена действующей причиной, остающейся неизменной во времени, а именно притяжением земли. Мы имеем неизменное поле притяжения земли, постоянно действующее в одном направлении – к центру земли, и поэтому его следует рассматривать как действующее независимо от движений воздуха, как вне лежащую причину. Для того же, чтобы была историческая закономерность, не достаточно, чтобы действующая причина, в данном случае, например, поле притяжения, сама изменялась во времени, так как это не меняет дела по существу, а лишь усложняет каузальные отношения. Для того чтобы можно было рассматривать поле притяжения не в качестве вне лежащей причины, должна существовать зависимость. Между движениями воздуха и изменениями этого поля во времени.

      Но тогда возникает вопрос: как же возможно, что закономерность падения на землю осуществляется с необходимостью, если движения воздуха сами не подчинены определенной закономерности, а являются случайными? Ведь если существует закономерная зависимость между изменениями движений воздуха и изменениями поля притяжения, то последние также должны носить случайный характер, и падение листа не осуществится с необходимостью. С чисто внешне каузальной точки зрения это непонятно. Ведь если одна переменная, например, направление движения воздуха, является какой-либо однозначной функцией времени, а другая переменная, в данном случае направление поля тяжести, тоже является функцией времени, то при наличии закономерной связи между обеими: характер изменений одной переменной с необходимостью дан характером изменений другой. Ведь изменения одной переменной во времени могут лишь тогда происходить по определенной закономерности (например, монотонно возрастая или периодически), невзирая на случайный характер изменений во времени другой переменной, если обе они независимы друг от друга.

      Такая точка зрения правильна, однако лишь в том случае, если мы считаем, что взаимная зависимость переменных осуществляется только при следующих условиях: 1) когда закономерная зависимость обеих переменных взаимна и однозначна, т.е. изменения одной определяют изменения другой и наоборот, 2) когда эта зависимость сама не изменяется во времени, 3) когда время в качестве независимой переменной не играет специальной роли вследствие какого-либо фактора инерции, т.е. когда или возникновение какого-либо изменения так же вероятно во времени, как и его исчезновение, или же можно пренебречь этим фактором инерции. Но все эти три условия будут не выполнены, если некоторые существенные законы движения системы перекрывают эту закономерную зависимость между обеими переменными и, тем не менее, такая зависимость будет существовать.

      Для пункта первого приведем следующие примеры: всякое изменение температуры в окружающей среде естественно влияет на температуру тела, и все же температура тела теплокровных животных обнаруживает закономерные, периодические колебания в течение суток, несмотря на случайные изменения внешней температуры; повышение температуры до определенной границы ведет к ускорению деления клеток, но не наоборот; повреждение клетки приводит к делению и регенерации, но не наоборот. Вообще там, где мы имеем специфические, собственные законы движения системы, отпадает однозначная взаимная зависимость.

      Для пункта второго укажем, что закономерная зависимость между двумя переменными может изменяться во времени, если изменяются сами внутренние законы движения вследствие изменения внутренних структур, но не вследствие новых воздействующих извне причин; последнее привело бы лишь к новой форме тех же самых законов движения. Такие изменения скачкообразны и связаны с существенными качественными изменениями. Из биологии можно в качестве примера для них привести мутации.

      Для пункта третьего укажем на хорошо известное понятие, необратимости или гистерезиса. Все эти явления последействия основаны на внутренней структуре и на собственных законах движения системы, а не на действующей извне причине. Но в то время как при гистерезисе этот фактор инерции, фактор последействия, играет незначительную роль по сравнению с основными формами движения, не перекрывает их и, так сказать, является лишь поправкой к основным законам движения, в биологии, и специально в интересующем нас вопросе, дело обстоит принципиально иначе: здесь этот фактор инерции является существенным, основным свойством самой живой материи – мы говорим о наследственности.

      Итак, мы видим, что историческую закономерность мы имеем тогда, когда система движется во времени на основании свойственных ей внутренних законов движения, а не только в силу действующих на нее извне причин, и когда вследствие этих законов движения системы с неизбежностью наступает закономерное изменение во времени некоторых ее свойств, некоторых переменных, хотя изменения других свойств, каузально связанных с данной переменной, происходят случайно. Из сказанного следует, что историческая закономерность может быть понята лишь на основании общих законов движения, свойственных данному состоянию и данной структуре материи, и что только из них эта закономерность и вытекает.

      Хронологическая зависимость во времени, даже если она закономерна, еще далека от того, чтобы быть исторической закономерностью. Строгая временная зависимость характерна как раз для причинных, динамических законов, для исторических же закономерностей характерно именно то, что может быть указано лишь неизбежное направление изменений во времени, но не строгая временная зависимость. Именно поэтому историческая закономерность и не может быть найдена путем чистого обобщения эмпирических закономерностей без далеко идущего теоретического анализа и знания общих законов движения данной материи.

      После этих кратких соображений относительно характера исторической закономерности, которые мы считали необходимыми во избежание недоразумений, а особенно во избежание всякого повода к смешению с виталистическими тенденциями, мы можем вернуться к выставленной нами закономерности – к принципу возрастающей внешней работы.

      Согласно этому принципу обе противоречивые тенденции внутренней и внешней работы даны уже в самом возникновении живой материи в силу свойственных ей законов движения, и внешняя работа с течением времени, т.е. в истории живых существ на земле, с необходимостью возрастает. Мы показали, что это является необходимым следствием общих законов движения живой материи и что возрастание значения внешней работы происходит с неизбежностью, даже если другие переменные, которые обусловливают это возрастание и от которых оно, поэтому, непосредственно зависит, а именно появление и форма наследственных вариаций, изменяются чисто случайно.

      В главе об эволюции мы займемся специально вопросом о взаимной зависимости внешней работы, физиологической приспособляемости и возникновения наследственных вариаций, и выскажем там теорию, по которой появление таких вариаций не независимо от этих переменных. Но увеличение значения внешней работы и, следовательно, противоречия между внешней и внутренней работой все же сохраняется независимо от того, какова эта непосредственная зависимость и подчинена ли она случайности или нет.

      Посмотрим теперь, насколько наш принцип подтверждается опытом. Мы, правда, не располагаем достаточно систематическими измерениями степени внешней работы и ее отношения к внутренней, чтобы непосредственно использовать их в качестве доказательства, но все же мы можем привести два крайних случая: один у одноклеточных, другой у людей.

      Отношение внешней работы и внутренней у протистов подробно изучено Людвигом (Ludwig) на парамециях. Он измерял потребление кислорода и высчитывал, сколько работы производит организм для своего передвижения. Различные способы измерения и вычисления привели к достаточно совпадающим результатам, по которым на работу движения тратится меньше 1% всей энергии, получаемой при помощи дыхания. Больше 99% идет, следовательно, на внутреннюю работу и на внешнюю работу внутри организма. У человека же обмен в состоянии покоя составляет, как известно, в общем, менее 2000 больших калорий в день, в то время как при тяжелом физическом труде он поднимается до 4000-5000 калорий. Здесь мы, следовательно, можем считать, что в среднем 50% всей энергии идет на внешнюю работу в смысле работы, направленной против окружающей среды, в то время как только 50% идет на внутреннюю работу и внешнюю работу внутри организма, как работа сердца, осмотическая работа почек и т.п. При этом весьма вероятно, что часть, приходящаяся на внешнюю работу внутри организма у человека и у млекопитающих, также относительно значительно выше, чем у инфузорий.

      Хотя у нас и нет достаточных количественных данных относительно промежуточных ступеней, все же мы располагаем весьма важными указаниями, явственно говорящими в пользу роста значения внешней работы. Внешняя работа, направленная против окружающей среды, производится животными при помощи сократимых элементов. Тканью, специально дифференцированной для внешней работы, является мускульная ткань, особенно поперечнополосатые мышцы. Гладкая мускулатура является промежуточной ступенью; частично она также уже служит для внешней работы, но главным образом для поддержания определенных напряжений за счет внутренней работы. Соответственно этому мы видим, что у наиболее древних форм одноклеточных мы или совсем не встречаем этих элементов, или же у более сложных, позднейших форм появляются в лучшем случае простые сократимые элементы, как сократимая вакуоль ряда одноклеточных, сократимые элементы у Vorticella и т.п.

      У кишечнополостных также еще редко встречается настоящая мускулатура. Они обладают так называемым мускульным эпителием, сократимые элементы которого, например, у гидры, уже группируются в тонкий слой; по нашим наблюдениям в поляризованном свете этот слой обнаруживает в растянутом состоянии двоякопреломляемость, исчезающую при сокращении; у червей появляется и становится господствующей гладкая мускулатура, в то время как преобладание поперечнополосатой мускулатуры впервые появляется только у Arthropoda.

      Наконец, у филогенетически наиболее молодых форм, у млекопитающих и у человека, 50% веса тела приходится на поперечнополосатую мускулатуру, т.е. на ткань, специально дифференцированную для внешней работы. Эти морфологические данные, показывающие закономерное увеличение определенных структурных элементов и исторически закономерное изменение этой структуры со временем, подтверждают, конечно, достаточно ясно наше положение о существовании исторической закономерности. Мы можем, однако найти подтверждение этой закономерности и с другой точки зрения.

      Выше, говоря о принципе работы системных сил, мы указывали, что одно из существеннейших различий между машиной и живой системой заключается в том, что машины производят работу не за счет свободной энергии структуры своих частей, эти части остаются неизменными в своей структуре и служат лишь в качестве трансформаторов, в то время как у живых систем дело обстоит как раз наоборот. Но если в ходе истории развития значение внешней работы с необходимостью возрастает, то в строении организма это должно отразиться еще и другим путем: должны увеличиться не только те элементы, которые могут производить внешнюю работу за счет своей структуры, т.е. мускулы, но должны увеличиться и те элементы, которые делают возможным трансформирование внутренней работы во внешнюю в смысле силовой машины.

      Должны, следовательно, развиваться такие части системы, внутренняя структура которых во время работы почти или совсем не изменяется, но которые пригодны для передачи работы. Такие элементы мы находим в частях скелета и их структуре у высших животных (рук в виде рычагов, сочленения и т.п.). В то время как у более древних форм твердый скелет выполняет лишь защитные функции по отношению к мягким частям, и поэтому помещается снаружи, мы видим, что, по мере того как возрастает значение внешней работы и ее источника – структурной энергии поперечнополосатой мускулатуры, – эти части скелета все более перемещаются внутрь, чтобы организм мог их использовать в качестве трансформатора внутренней работы во внешнюю, и, в конце концов, защитная функция ограничивается только центральной нервной системой.

      Наконец коснемся еще одной стороны вопроса. Мы уже говорили, что внешняя работа может быть вызвана только путем нарушения внутренней, существенной формы движения живой материи и что эти нарушения вызываются внешними воздействиями – раздражениями. Но если значение внешней работы в ходе развития неизбежно возрастает, то это естественно должно сопровождаться более легкой нарушимостью, облегченным доступом внешних нарушений, т.е. раздражений, физиологически это подтверждается повышенной раздражимостью поперечнополосатой мускулатуры по сравнению с гладкой.

      Эти данные должны служить только примером того, что мы располагаем большим числом фактов, подтверждающих исторически необходимое увеличение внешней работы в противовес внутренней, и кроме того, что этот принцип позволяет нам объяснить ряд закономерностей строения и функций в ходе эволюции, не прибегая к виталистическим представлениям, а исключительно на основе теории и общих законов движения живой материи.

      Выше мы уже указывали на несостоятельность чисто каузального, не основанного на этих общих законах движения живой материи, неисторического образа мышления, являющегося главной ошибкой механицизма в биологии. Мы видим таким образом, что вследствие увеличения роли внешней работы, которая находится, как сказано, в противоречии с движением живой материи и может быть произведена только путем уничтожения результатов внутренней работы, т.е. за счет ее, в живых организмах возникает все больше моментов, характерных для силовых машин. Это является одной из главнейших причин, почему биология с таким трудом освобождалась и сейчас еще не полностью освободилась от аналогий с силовой машиной и от механистических представлений, тем более что у человека и высших животных внешняя работа уже играет довольно значительную роль, а действие ее наиболее доступно наблюдению и исследованию.

      Однако было бы глубоким заблуждением идентифицировать эти характерные для силовых машин элементы организма с настоящими силовыми машинами. Они осуществляются в живом организме тоже только через законы движения живой материи и на их основе, так что и у человека мускул работоспособен в смысле внешней работы лишь постольку, поскольку его неравновесная структура постоянно поддерживается и восстанавливается за счет энергии обмена веществ, т.е. за счет внутренней работы. Поэтому ясно, что параллельно с увеличением внешней работы должно идти и увеличение структурной энергии живой материи, усиление внутренней работы.

      В заключение укажем еще, что у всех растений и животных внешняя работа все же служит более или менее непосредственно для поддержания внутренней работы, например, для добывания пищи или других источников энергии, для работы против равновесия и для поддержания и восстановления работоспособных, неравновесных структур. Что же касается человека, то мы уже видели, что он пользуется внешней работой сознательно, а не исключительно на основании биологических законов движения и не исключительно для восстановления собственной работоспособности. Там, где противоречие между внешней и внутренней работой используется сознательно, где человек создает себе рабочий инструмент, т.е. хотя бы самую примитивную машину, например, рычаг, где он, следовательно, начинает пользоваться машинами, не требующими более работы для поддержания структурной энергии своих частей, там, но только там, биологические закономерности отступают на задний план и перекрываются еще более высокими закономерностями высшей единицы – общества.

      08.12.2016 16:45