От мечты к открытию - Ганс Селье

Для больщей очевидности приведем реальную биологическую задачу. Исследователей давно интересовал вопрос: как связаны между собой кости, хрящи и соединительные ткани? При изучении под микроскопом самых разных взятых наугад участков скелетной структуры будут видны следующие типы клеток:

Строение этих клеток явно имеет некоторые общие характеристики: все они, в частности, содержат центральное ядро темного цвета. Однако во всех иных отношениях они полностью различны: одни клетки маленькие, другие большие, одни изолированы, другие образуют группы; оболочка одних клеток гладкая, а другие имеют ответвления или заключены в плотные капсулы. Такое отсутствие упорядоченности способно ввести в заблуждение, и для преодоления его нет иного пути, кроме как осуществить исследования, которые в итоге позволили бы провести классификацию всех этих типов клеток так, как показано на следующем рисунке:

По мере движения слева направо мы прежде всего отмечаем, что "недифференцируемые" клетки соединительной ткани увеличиваются в размере вплоть до третьей стадии (середина Y-образной структуры), после чего число их увеличивается путем деления, и они становятся дифференцированными: либо закругленными инкапсулированными клетками хряща (верхняя ветвь), либо клетками костей -- удлиненными и узкими, с развитыми ответвлениями (нижняя ветвь). И наконец, по мере продвижения к концам ветвей, на которых изображено по четыре клетки, мы наблюдаем под микроскопом типичные полностью развитые клетки хряща (верхняя ветвь) или костей (нижняя ветвь).

Подтверждением гипотезы, на основании которой была получена классификация, служат: 1) итоговая упорядоченность рассматриваемых элементов (непрерывность их переходных стадий развития при движении слева направо); 2) способность к прогнозированию (на каком бы участке ни были обнаружены клетки хряща или костей, всегда имеется возможность указать предшествующие им недифференцированные клетки соединительной ткани); 3) плодотворная гипотеза, являющаяся следствием имеющейся упорядоченности (эволюция клеток соединительной ткани в клетки хряща или костей, роль местных факторов в этой трансформации). Такие гипотезы становятся теориями в том случае, если путем непосредственных наблюдений удается доказать, что подобная эволюция может иметь место и что вызывать ее способны локальные (например, химические и механические) факторы.

Эти два примера (один абстрактный, а другой конкретный) показывают, какую помощь способна оказать простая классификация при формулировании теории, выявляющей закономерности и обладающей способностью к прогнозированию. Однако большинство полезных биологических теорий связаны непосредственно с причинностью.

ТЕОРИИ ПРИЧИННОСТИ

Одних наблюдений над явлениями Природы явно недостаточно, чтобы вскрыть причинно-следственные связи. Последние могут быть выведены исключительно путем анализа закономерных связей между конкретными физическими событиями, относящимися к прошлому и будущему.

Если бы в биологии удалось выделить логически строгие элементы, то построение теорий причинности могло бы превратиться в стандартный процесс, осуществляемый математическими методами. Основы такого метода изложены в классическом труде Дж. Буля "Исследование законов мышления" [3]. Данная работа исходит из допущения, что алгебра символических процессов, разработанная Дж. Будем в качестве инструментария для выполнения вычислений, окажется достаточно адекватной и для выражения любых мыслительных актов. Так, в работе Дж. Вуджера "Техника построения теории" [38] каждое наблюдение и каждый акт рассуждения обозначены простым символом; в результате правильность того или иного вывода может быть проверена путем движения вспять по цепочке, составленной из предшествующих и последующих событий, на которые опирается этот вывод. Подобный анализ законов мышления средствами символической логики является одним из величайших достижений человеческого интеллекта. И тем не менее, как я уже неоднократно отмечал, применимость таких методов в биологии чрезвычайно ограниченна, поскольку между биологическими элементами невозможно установить четкие границы. Обозначение их посредством символов ведет к неоднозначности и, как ни парадоксально, создает ложное впечатление точности и определенности. В результате мы порой забываем, что вывод, верный с точки зрения символических преобразований, не обязательно распространяется на объекты, обозначенные с помощью символов.

Простая система символов способствует пониманию методов построения теорий причинности. Однако мы ни на минуту не должны забывать, что использованные символы -- как и слова человеческого языка -- достоверны лишь в статистическом смысле. Слово "собака" может служить символом имеющихся у нас представлений о собаках не потому, что все собаки абсолютно тождественны (это означало бы, что все сказанное об одной собаке истинно и в отношении других собак), а потому, что большинство собак во многих отношениях сходны между собой. Следовательно -- и это статистически вероятно,-- все данные, полученные при изучении одной собаки (или, еще лучше, многих собак), верны и для большинства других особей этого вида (разд. "Принцип аналогии", с. 240).

Всестороннее обсуждение философских аспектов причинности в связи с принципом неопределенности Гейзенберга не входит в задачу этой книги. Но с каких бы позиций ни понималась причинность, без тех или иных предположений о причинных связях между предшествующими событиями и последующими событиями научные исследования как таковые были бы невозможны. Человеческий разум не в состоянии охватить сложные явления и оперировать ими, если составляющие их части не связаны между собой отношениями причинности. Первостепенная цель науки -упорядочение и упрощение. Просто распознавать бесчисленные природные явления бесполезно, если мы не способны в случае необходимости мысленно воссоздать их, пройдя сквозь лабиринт всех возможных связей.

Ариадна, дочь критского царя Миноса, влюбилась в Тесея. Чтобы помочь ему выйти из лабиринта, где он убил Минотавра, она дала ему клубок ниток. Даже если причинность способствует пониманию связи между явлениями в той же степени, как и нить Ариадны, мы без ее помощи не смогли бы выбраться из лабиринта бесчисленных связей, так же как Тесей из своего лабиринта. Возможно, причинность -- не более чем свойственная нашему разуму привычка связывать постоянно повторяющиеся события отношением причина -- следствие. Биолога же не так беспокоит эпистемологическое обоснование этого способа мышления, как связанные с ним опасности ошибок.

В следующем разделе, "Заблуждения", мы проанализируем допущенные биологами ошибки, связанные с неумением различать post hoc ("после этого") и propter hoc ("вследствие этого"). Приведу в этой связи любопытный, хотя и вымышленный пример, который я услышал несколько лет назад от одного из моих студентов. Жители Марса наблюдают за жителями Земли с помощью мощных телескопов. Они видят, что на красный свет светофора все машины останавливаются, а когда загорается зеленый, они начинают движение. Ряд ученых-марсиан пришли к выводу, что хотя машины землян очень мощные и скоростные, тем не менее красный свет действует на них парализующе. Однако вскоре эта версия подверглась нападкам со стороны ученых, утверждавших, что именно зеленый свет вызывает движение машин. И вот теперь все астрономические исследования марсиан направлены на то, чтобы определить временные соотношения между изменением света и движением машин и выяснить, таким образом, что есть причина, а что -- следствие. В действительности же никакой причинной связи между цветом светофора и функционированием двигателя автомашины не существует... или нам следует признать, что она есть,. хотя бы косвенно?

Заблуждения

Природа, насколько может, говорит нам явную ложь.

Чарльз Дарвин

В логике заблуждения, как правило, делятся на материальные (ошибочное утверждение о каком-либо факте), вербальные (неправильное применение терминов) и логические, или формальные (некорректное выведение следствия). Согласно известной классификации, предпринятой Аристотелем в "Органоне", а именно в работе "О софистических опровержениях", существует восемь основных типов заблуждений37.

1. От привходящего--когда привходящий факт принимается за существенный (например, данный гормон белый, вывод -- все гормоны белые).

2. Secundum quid ("следует из общего".--лат.)-- ошибочное распространение общего правила на частный случай, и наоборот, без учета изменяющихся обстоятельств (например, если стресс вызывает дегенерацию вилочковой железы, то у крысы с удаленными надпочечниками стресс должен повлечь за собой такую же дегенерацию. На самом деле стресс воздействует на вилочковую железу через надпочечники, поэтому его действие блокируется при их удалении).