Избранные научные труды

Бор Нильс Хенрик Давид

¹ Нильс Стенсен (1638—1686) — латинизированная форма: Николай Стеной, Стено — датский естествоиспытатель (анатомия, геология, кристаллография). — Прим. ред.

Уже в философских школах древней Греции мы находим расхождение во мнениях относительно средств и понятий, пригодных для объяснения поразительных отличий между живыми организмами и другими материальными телами. Хорошо известно, что атомисты считали ограниченную делимость всякой материи необходимой не только для объяснения простых физических явлений, но и для толкования отправлений живых организмов и связанных с ними психических явлений. С другой стороны, Аристотель отвергал атомистические идеи и, имея в виду цельность, какую обнаруживает каждый живой организм, защищал необходимость вводить в описание природы такие понятия, как совершенство и целесообразность.

В течение почти 2000 лет положение оставалось

по существу неизменным. Только в эпоху Возрождения были сделаны те великие открытия как в физике, так и в биологии, которые должны были дать новый побудительный толчок к дальнейшему их развитию. В физике прогресс состоял прежде всего в освобождении от аристотелевской идеи о движущих силах как о причине всякого движения. Галилей установил, что равномерное движение есть проявление инерции, и рассматривал силу как причину изменения движения. Оба эти утверждения должны были стать основой развития механики, которую Ньютон облёк в незыблемую и законченную форму, к восхищению последующих поколений. В этой так называемой классической механике исключено всякое упоминание о цели, так как ход событий описывается как автоматическое следствие заданных начальных условий.

Прогресс механики не мог не оказать сильнейшего влияния на всю современную науку. В частности, анатомические исследования Везалиуса и открытие Гарвеем кровообращения навели на мысль сравнивать живые организмы с машинами, работающими по законам механики. Из философов особенно Декарт подчёркивал сходство животных с автоматами, но вместе с тем он приписывал человеческим существам душу, взаимодействующую с телом в некоторой железе в мозгу. Однако в своем знаменитом Парижском докладе об анатомии мозга Стенсен подчеркнул недостаточность современного знания таких проблем; этот доклад свидетельствует о его большой наблюдательности и непредвзятости, характерных для всей его научной деятельности.

Дальнейшее развитие биологии, особенно после изобретения микроскопа, привело к открытию неожиданной тонкости строения живых организмов и их регулирующих процессов. Таким образом, механистические идеи нашли себе ещё более широкое применение, но в то же время поразительная способность живых организмов к регенерации и приспособлению породила и так называемые виталистические и финалистические (телеологические) взгляды, которые не раз и высказывались. Такого рода взгляды уже не возвращали к примитивным идеям жизненной силы, действующей в живых организмах, а скорее делали упор на недостаточность физического подхода для объяснения характерных черт жизни. В качестве спокойного изложения ситуации, какой она была в начале этого столетия, я бы хотел сослаться на следующее высказывание моего отца, физиолога Христиана Бора, во введении к его статье, опубликованной в ежегодном издании Копенгагенского университета за 1910 г. под заглавием «О патологическом расширении лёгких»:

«Поскольку физиологию можно характеризовать как особую ветвь естественных наук, её специальной задачей является изучение явлений, свойственных живому организму как данному эмпирическому объекту; цель этих исследований — добиться понимания роли различных частей организма в саморегуляции, понимания того, как эти части уравновешивают друг друга и достигают согласованности при изменении внешних воздействий и внутренних процессов. Соответственно самой природе этой задачи слово «цель» относят к сохранению живого организма, а целесообразным называют регулирующие механизмы, служащие к его сохранению. Именно в этом смысле мы и в дальнейшем будем употреблять понятие «целесообразность» в применении к органическим отправлениям. Для того чтобы употребление этого понятия в каждом отдельном случае не было бессодержательным или даже вводящим в заблуждение, нужно потребовать, чтобы ему всегда предшествовало достаточно тщательное исследование рассматриваемого явления органической жизни. Такое исследование должно шаг за шагом осветить тот путь, каким это явление способствует сохранению живого организма. Хотя это есть всего-навсего требование научного доказательства того, что в данном случае понятие целесообразности употреблено в соответствии с его определением, а это требование может показаться очевидным, тем не менее мы считаем нелишним его подчеркнуть. Действительно, физиологические исследования выявили такое великое множество крайне тонких приспособлений живого организма, что очень соблазнительно называть каждое наблюдённое проявление жизни целесообразным, не затрудняя себя экспериментальным исследованием детальных его отправлений. При помощи аналогии, которые так легко находятся среди многообразных органических отправлений, легко сделать следующий шаг и истолковать такое отправление субъективным образом, приписав ему в данном случае то или иное специальное назначение. Очевидно, однако, что при нашем столь ограниченном знакомстве с живыми организмами такое субъективное суждение очень часто может быть

ошибочным; это иллюстрируется множеством примеров. В таких случаях недостаточное экспериментальное освещение деталей процесса и является причиной ошибочных результатов подобного образа действия. Само по себе априорное предположение целенаправленности органического процесса, однако, вполне естественно в качестве эвристического принципа; благодаря крайней сложности условий в организме и трудности их учёта и понимания этот принцип может оказаться не только полезным, но даже необходимым для постановки конкретной научной задачи и для поисков путей к её решению. Но одно дело — это то, чем удобно и можно пользоваться в предварительном исследовании, и совсем другое дело то, что может законно рассматриваться как окончательный результат. Что касается проблемы целесообразности данного отправления для сохранения живого организма в целом, то, как подчёркнуто выше, такой результат может быть обеспечен только наглядным показом в подробностях тех путей, которыми достигается эта цель».

Я привёл эти замечания, отражающие взгляды того круга, в котором я вырос и чьи дискуссии я слушал в молодости, потому что они представляют подходящую исходную точку для исследования места, занимаемого живыми организмами в описании природы. Как я попытаюсь показать, современное развитие атомной физики, увеличив наши знания об атомах и о том, как они составлены из более элементарных частиц, обнаружило вместе с тем принципиальную ограниченность так называемого механистического представления о природе. Этим оно создало новые предпосылки для решения вопроса, имеющего прямое отношение к нашему предмету, а именно: что мы можем понимать под научным объяснением и что мы можем от него требовать?

Для того чтобы представить положение в физике как можно яснее, я прежде всего напомню вам тот крайний взгляд, который был выражен в известной идее Лапласа о мировой машине и который возник под влиянием больших успехов классической механики. Согласно этой концепции, все взаимодействия между частями, составляющими эту машину, подчиняются законам механики; поэтому интеллект, знающий расположение и скорости этих частей, мог бы предсказать все последующие события во вселенной, включая поведение животных и человека. Эта идея, как известно, играла большую роль в философских дискуссиях; однако во всей этой концепции не было обращено должного внимания на те предпосылки, которые нужны для того, чтобы были применимы такие понятия, без каких невозможно сообщение о физическом опыте.

В этом отношении дальнейшее развитие физики настоятельнейшим образом преподало нам урок. Уже чрезвычайно важное толкование тепловых явлений как непрерывного движения молекул в газах, жидкостях и твердых телах привлекло внимание к большому значению условий наблюдения для описания опытных фактов. Конечно, не могло быть и речи о подробном описании движения бесчисленных молекул среди себе подобных; можно было говорить лишь о выводе статистических закономерностей теплового движения путём использования общих механических принципов. Своеобразный контраст между обратимостью простых механических процессов и необратимостью, типичной для многих термодинамических явлений, был, таким образом, разъяснён тем фактом, что применение понятий, подобных температуре и энтропии, относится к экспериментальным условиям, несовместным с полным контролем над движением отдельных молекул.

В сохранении и росте живых организмов видели иногда противоречие с вытекающим из законов термодинамики стремлением к температурному и энергетическому равновесию изолированной физической системы. Однако мы должны помнить, что живые организмы непрерывно снабжаются свободной энергией путём питания и дыхания и самые тщательные физиологические исследования никогда не обнаруживали никакого отклонения от принципов термодинамики. Всё же признание такого рода сходства между живыми организмами и обыкновенными силовыми двигателями, конечно, никоим образом не достаточно для ответа на вопрос о положении живых организмов в описании природы; этот вопрос, очевидно, требует более глубокого анализа проблемы наблюдения.

Как раз эта проблема и была неожиданно выдвинута на первый план открытием универсального кванта действия, выражающего свойство цельности атомных процессов; это свойство не допускает того различения между наблюдением явления и поведением объектов самих по себе, которое столь характерно для механистической концепции природы. В физических системах обычного масштаба изображение событий как цепи состояний, описываемых доступными измерению величинами, покоится на том обстоятельстве, что мы имеем здесь дело с действиями достаточно большими, чтобы можно было пренебрегать взаимодействием между объектами и телами, которые служат как измерительные инструменты. В условиях, когда квант действия играет решающую роль и когда взаимодействие составляет неотъемлемую часть явления, уже нельзя в этой же мере приписывать явлениям ход, точно определённый в механическом смысле.