оте это недостаток, то в экспериментальной хирургии это преимущество, поскольку отпадает необходимость в абсолютной стерильности. Морские свинки чрезвычайно подвержены заболеванию цингой, в то время как -крысы, вырабатывающие собственный витамин С, не заболевают ею даже при безвитаминных диетах. Высокая организация мозга обезьян делает их наилучшим объектом для экспериментов по изучению центральной нервной системы. Некоторые виды животных обладают удобными анатомическими особенностями. Мой учитель Бидль с успехом продемонстрировал жизненную необходимость коры надпочечников, использовав для этого некоторые виды рыб, у которых этот орган совершенно отделен от мозгового вещества и может быть выборочно удален без повреждения последнего. Итак, мы видим, насколько выбор подопытных животных зависит от характера экспериментов, которые мы хотим осуществить. Ни один вид животных не является универсальным, но есть некоторые общие правила, определяющие выбор. При обнаружении какого-либо биологического свойства у одного вида животных необходимо проверить его наличие у нескольких других видов, дабы убедиться, что это наблюдение может быть обобщено. Кроме того, другие виды животных могут оказаться более удобными для опытов. Затем следует проверить, какое влияние на результат эксперимента оказывают такие факторы, как пол, возраст, беременность, лактация или зимняя спячка животного. Неестественные условия эксперимента. Когда Э. Ру{35} впервые задумал показать, что бациллы дифтерии в состоянии вырабатывать яд, он ввел умеренное количество свободной от микробов дифтерийной бульонной культуры кроликам и морским свинкам, но ни одно из животных не проявило ни малейших признаков заражения. Отчаявшись, он ввел маленькой морской свинке 35 мл этой культуры. На этот раз явные симптомы дифтерии были налицо и животное погибло, но эксперимент был расценен как бессмысленный, поскольку 35 мл культуры соответствуют примерно 10 % веса тела морской свинки. И все же именно этот в высшей степени "неестественный" эксперимент обеспечил такую концентрацию дифтерийного яда, что, как сказал Де Крюи, "одной унции (28,3 г) этого очищенного вещества достаточно для того, чтобы убить 600 000 морских свинок либо 75 000 крупных собак!" [7]. В науке нередки случаи, когда первоначальный эксперимент, который задал направление исследованиям, представляется слишком искусственным, чтобы иметь какое-либо реальное значение. Насколько это возможно, эксперименты должны проводиться в условиях, близких к тем. которые имеют место в реальной жизни или по крайней мере во время болезни. Но это далеко не всегда возможно и необходимо, особенно на начальной стадии исследования, когда еще ведутся поиски оптимальных условий работы. К сожалению, неестественные условия эксперимента являются постоянным объектом для нападок скептиков, в результате чего множество многообещающих исследований было погублено в зародыше. Даже самые калечащие животного операции вполне естественны в сравнении с работой на изолированных органах или тканях, когда не просто удалена та или иная часть организма животного, но вообще исследуется лишь один изолированный орган. И тем не менее подобная работа in vitro ("на уровне пробирки") внесла фундаментальный вклад в науку. Лично я являюсь ярым сторонником экспериментирования в наиболее естественных условиях. Если только это возможно, я предпочитаю изучать целостное физиологическое явление (воспаление, адаптационный синдром, кальцифилаксию) или модели заболевания, нежели их отдельные составляющие (изменения в отдельных структурных или химических элементах) . Но никакое исследование не должно объявляться лишенным ценности только на том основании, что оно выполнялось в "неестественных" условиях. Да и вообще, что такое неестественные условия? Полное удаление поджелудочной железы, казалось бы, весьма "неестественный" способ вызывания диабета, и все же он оказался настолько близким к спонтанно возникающей болезни, что обеспечил открытие инсулина. Для того чтобы доказать, что минералокортикоиды могут обусловливать сердечно-сосудистые и почечные расстройства, нам пришлось давать их в огромных лозах. Дело в том, что до того, как нам стали известны "обусловливающие факторы", не существовало иного способа обнаружить болезнетворное действие этих гормонов; фактически мы даже не смогли бы разработать схему такого эксперимента, который привел бы нас к открытию самих "обусловливающих факторов". МЕТОДЫ НАБЛЮДЕНИЯ Простое наблюдение - это самый удивительный и доступный из всех биологических методов, и от него зависит большинство других. Разумеется, просто держать глаза открытыми бывает порой недостаточно. Надо учиться тому, как смотреть, на что смотреть и каким образом помещать изучаемый объект в рамки нашего поля зрения. Нам необходимо обрести способность созерцать естественное явление с полной объективностью и предельным вниманием, не поддаваясь предубеждениям и не отвлекаясь. И все-таки никак не обойтись без известной доли предубеждения или, назовем его иначе, подсознательного управления вниманием со стороны опыта. Только с его помощью можно пробиться сквозь туман несущественного. Мы уже говорили, что великое преимущество наблюдения состоит в том, что оно в отличие от химических или физических методов воздействия выявляет в объекте его бесчисленные свойства и взаимосвязи. Наблюдение дает целостный и естественный образ, а не набор точек. Чем проще метод наблюдения и чем менее мы полагаемся на средства увеличения и выделения отдельных деталей, тем шире поле исследования и тем более естественным образом оно сохраняется неповрежденным. Наиболее прямой путь в исследовании состоит в том, чтобы изучать естественное явление, не поврежденное в процессе подготовки и не искаженное инструментами наблюдения. Самые первые и, стало быть, основополагающие наблюдения были сделаны в период, когда люди созерцали звезды, растения, животных, минералы, подмечая их видимые свойства и поведение. Со временем эта простая связь между наблюдателем и наблюдаемым предметом претерпела ряд изменений благодаря возникновению методов, позволяющих помещать отдельные элементы в самый фокус нашего зрения. Появились инструментальные наблюдения с помощью телескопа или микроскопа, в том числе с помощью препарирования. Эксперименты стали предусматривать искусственное создание условий, при которых Природе как бы задается вопрос о ее реакции на любое изменение. Сегодня в своих научных изысканиях мы все более зависим от инструментальных наблюдений и экспериментирования. Мы почти забыли простое наблюдение - старейший метод, к которому чаще всего прибегали натуралисты в прошлом, начиная с самого появления на нашей планете человека. Я по-прежнему не могу согласиться с точкой зрения моих современников, утверждающих, что в настоящее время уже исчерпаны все возможности, которые открывает применение простых инструментов и простых экспериментов. Совсем наоборот. Мой собственный опыт работы в лаборатории приводит меня к убеждению: мы коснулись лишь поверхностного слоя того, что можно обнаружить с помощью простейших средств и простейших экспериментов, если, конечно, этими средствами умело пользоваться, а эксперименты правильно проводить. Сегодня многие биологи пользуются сложнейшей аппаратурой вроде электронного микроскопа, аппарата для электрофореза или ультрацентрифуги. Но мало кто умеет применять к самым обычным подопытным животным те освященные временем методы клинического наблюдения, которые каждый практикующий врач использует при обследовании пациентов. Так получилось, что многие наши молодые медики-экспериментаторы не имеют элементарных представлений о приемах правильного физического обследования малых грызунов. Хочу в этой связи дать несколько советов. Всем ли биологам известно, что при наличии небольшого опыта совсем нетрудно определить посредством пальпации размер и форму селезенки, почек и надпочечников у маленькой крысы. Животное не скажет "а-а-а", когда мы захотим обследовать слизистую оболочку его рта. Но оно откроет рот и высунет язык, если в нужном месте надавить ему на челюсть. Шерстяной покров животного почти неизбежно скрывает повреждения его кожи, но лишь в считанном числе лабораторий регулярно пользуются электрическими машинками для стрижки. Лабораторные крысы - добродушные создания, но они кусаются, когда им больно или когда они напуганы. Крысам не нравится, например, когда их "осторожно" берут пальцами вокруг туловища, но они ничего не имеют против, если их для осмотра поднимают за сильный хвост. После некоторых видов операций крысы могут причинять себе повреждения, кусая свои раны, и никакие перевязки не в состоянии это предотвратить. В таком случае лучше всего подрезать им резцы - такая операция практически не травмирует грызунов, поскольку их зубы. в отличие от человеческих, быстро восстанавливаются. Повышенная сокращаемость разгибательных мышц может быть обнаружена "тычковым тестом": резкий тычок указательным пальцем в поясничную область животного вызывает у него длительные сокращения задних конечностей. Небольшое расстройство чувства равновесия (из-за повреждения внутреннего уха) может и не быть очевидным. Но если крысу взять за хвост, то этот дефект проявит себя в резких круговых движениях животного; если такую крысу поместить в воду, то она не сможет плавать в отличие от здоровой крысы. Желудок молодых крыс и мышей можно сделать доступным наблюдению, если давать им обычное молоко, белизна которого просвечивает сквозь тонкую брюшную стенку. На этом белом фоне становятся заметными даже печень и селезенка. При обследовании большинства лабораторных животных, включая мелких грызунов, можно использовать в определенных пределах даже аускультацию и перкуссию (прослушивание и выстукивание), а сетчатка их глаз может быть исследована, как и у человека, с помощью офтальмоскопа. О приемах простого физического обследования лабораторных животных можно было бы написать целую и, несомненно, полезную книгу. Но пока никто такой книги не написал, чему я не перестаю удивляться. Она могла бы оказать гораздо большую помощь, чем очередной трактат о сложнейшем методе исследования, нужный лишь очень узкому кругу специалистов. То же самое должно быть сказано и о простых морфологических методах. Обычная стереоскопическая бинокулярная лупа, которая надевается на нос наподобие очков, позволяет выполнять аутопсию (вскрытие) самого небольшого лабораторного млекопитающего почти с такой же легкостью, как собаки или человека. Без такой лупы в наших экспериментах по кальцифилаксии мы никогда не смогли бы обнаружить отложение белых солей кальция в каротидном тельце (орган размером с острие булавки) или вдоль почти незаметных брюшных ответвлений блуждающего нерва. Надпочечник крысы представляет собой очень маленький, мягкий, пористый орган, и я никогда не видел, чтобы кто-нибудь при аутопсии исследовал его кору. А ведь это легко сделать, разрезав железу пополам с помощью острого бритвенного лезвия, после чего даже незначительные структурные изменения внутри нее (например, небольшие отложения кальция) становятся видны с помощью лупы или даже невооруженным глазом. Некоторые структуры очень трудно выявить искусственными методами, зато их несложно естественным образом "подготовить" к исследованию, если со знанием дела разыскать эти структуры в организме. Определенные гистологические исследования тучных клеток лучше всего выполнять на тонких слоях соединительной ткани, в которых кровеносные сосуды (окруженные тучными клетками) не перерезаны, как это обычно имеет место на гистологических срезах. Любое прикосновение к тучным клеткам приводит к их разрушению. Чтобы избежать этих осложнений, ученые придумали самые разнообразные хитроумные конструкции вроде пластинок и вышивальных пялец, на которые натягивается соединительная ткань. Но тем не менее в процессе работы многие тучные клетки разрушаются, не говоря уже о том, что иметь дело с такими прихотливыми препаратами весьма утомительно. Нам бы не удалось преодолеть все эти трудности, не родись у нас идея, что в плоской черепной коробке крысы Природа уже расположила надкостницу (это мембрана из соединительной ткани, близко прилегающая к поверхности кости) нужным образом. Эту тонкую мембрану можно зафиксировать для гистологического исследования, даже не прикасаясь к ней. Всеми этими предельно простыми методами может легко овладеть даже десятилетний ребенок. И тем не менее в настоящее время они не находят широкого применения. Предпочтение отдается сложной методологии только на том основании, что она повсеместно используется. ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ Фармакология изучает воздействие лекарств на организм. Здесь мы будем использовать термин "лекарство" в самом широком смысле слова и рассматривать биологическое действие всех химических соединений (физиологических, токсикологических и диетологических воздействий). В любом случае фармакология не имеет собственной методологии, заимствуя ее из других дисциплин. Например, биологический тест - наиболее широко используемая фармакологическая методика - предназначен для определения силы воздействия какого-либо вещества (витамина, гормона, искусственного препарата) в сравнении с эффективностью стандартного препарата. Но компоненты, из которых состоит биологическое тестирование, представляют собой просто сочетание химических, хирургических, морфологических, физиологических или диетологических методов. Скажем, при анализе концентрации гормона в ткани сначала это вещество извлекается химическим путем, затем оно вводится животным, у которых хирургически удалена железа, вырабатывающая этот гормон, и, наконец, устанавливается наличие у животных гистологических изменений, характерных для данного конкретного гормона. Некоторые лекарственные воздействия должны изучаться только на изолированных тканях, т. е. в пробирке. Но и здесь желательно максимальное приближение к естественным условиям. Очевидно, реакция иссеченной части ткани - например, мышцы - в пробирке будет иной, нежели в естественном состоянии, где на нее постоянно влияют нервные и гуморальные импульсы, приходящие из других частей тела. Следует также помнить, что эффективность терапевтических средств лучше всего проявляется на тестируемых объектах, наиболее точно имитирующих те заболевания, для лечения которых предназначены эти лекарства. Для испытания антибиотика его просто добавляют к культуре бактерии. Простота этого теста делает его удобным для первичного скрининга. Но окончательное доказательство практической ценности препарата зависит от способности антибиотика бороться с инфекцией в подопытном животном или, еще лучше, в человеке. Просто удивительно, сколь часто специалисты не учитывают такого рода элементарных соображений. Что касается меня, то я лишь в редких случаях находил целесообразным отклоняться от максимально простого способа разработки фармакологических методик. Чем более сложными и косвенными становятся наши методы, тем более узкой оказывается область их применения, а вероятность ошибки увеличивается. Обозревая результаты, полученные с помощью чрезвычайно сложных искусственных методов, я не могу отделаться от ощущения, что многие из них в скором времени будут отвергнуты из-за ошибок в их реализации или интерпретации. Даже самые простые методики изобилуют "подводными камнями", которые специалисты не в силах преодолеть и которые они используют только о качестве первых ступеней разработки комплексных методик, что требует больших временных затрат. Чтобы объяснить причину моей в какой-то степени уникальной сдержанности в этом отношении, приведу один случай, свидетелем которого я стал всего несколько недель назад в нашей лаборатории. У нас принято повторять каждый эксперимент, но делать это должны разные люди и на разных этажах института. Это правило было соблюдено и в ходе недавнего эксперимента, в котором крысам вводились токсичные дозы паратиреоидного экстракта, чтобы вызвать у них кальцификацию мягких тканей. В эксперименте, выполнявшемся на седьмом этаже, та доза экстракта, которая была введена животным, наилучшим образом привела к искомому эффекту - большинство крыс погибли от обширной кальцификации органов. А вот у лаборантки с восьмого этажа результаты получились отрицательными. Мы повторили эксперимент трижды и каждый раз получали одно и то же: на седьмом этаже происходит кальцификация, а на восьмом - нет. Для объяснения этого "территориального различия" предлагались самые невероятные теории, но ни одна из них не могла быть признана верной. Поскольку была, скорее всего, допущена какая-то техническая ошибка, я распорядился повторить эксперимент в присутствии обеих лаборанток - и с седьмого, и с восьмого этажей,- с тем чтобы дать им возможность проверить друг друга. Мое указание сочли бесполезным (или оскорбительным), потому что на обоих этажах работа выполнялась высококомпетентными людьми-и предусматривала обычные подкожные инъекции, которые могут прекрасно выполнять даже самые неопытные лаборанты. Я не хотел настаивать и позволил себя уговорить пойти на компромисс: при выполнении инъекций рядом с лаборантками будут присутствовать врачи, ответственные за постановку работы на соответствующем этаже. Никаких отличий в методике проведения эксперимента отмечено не было, а результаты оставались такими же. На этот раз я настоял на повторении эксперимента в присутствии обеих лаборанток и причина расхождения сразу же стала очевидной. Лаборантка с восьмого этажа выполняла подкожную инъекцию чрезвычайно тщательно: она вводила экстракт гормона в обширную подкожную зону и затем массировала это место, чтобы препарат распределился равномерно и ни единая капля его не вытекала наружу через точку инъекции. Но такая процедура очевидным образом вела к столь быстрому всасыванию гормона на большой поверхности, что большая его часть исчезала или разрушалась еще до того, как оказывала устойчивое влияние на кальциевый обмен. В то же время на седьмом этаже лаборантка не прибегала ни к каким мерам предосторожности. Она вводила всю дозу в одну точку, на этом месте образовывался пузырек, который рассасывался очень медленно и потому оказывал более устойчивое воздействие. Хорошо известно, что медленное всасывание увеличивает активность большинства гормонов; по этой причине нередко даже добавляются специальные вещества, замедляющие процесс всасывания. После этого случая мы стали всегда вводить паратиреоидный гормон таким образом, чтобы образовывался четко очерченный подкожный пузырек. Излишне говорить, что теперь результаты на обоих этажах совпадают независимо от того, кто выполняет работу. Чтобы избежать таких элементарных ошибок, не требуется большой проницательности. Но факт остается фактом: хотя паратиреоидный гормон был открыт уже сорок лет назад и применялся для самых изощренных биохимических и биофизических исследований, никто не обращал внимания, насколько резко различаются результаты в зависимости от способа выполнения подкожной инъекции. При таких обстоятельствах невольно приходишь к выводу, что лучше всего пользоваться теми методиками, каждый шаг осуществления которых ты можешь лично проверить на каждом этапе. Наконец, несколько слов по поводу нынешней моды использовать сложные технические приспособления для выполнения простейших процедур, требующих элементарного навыка. Знаменательно, что на протяжении последних нескольких лет я ознакомился с шестью научными публикациями, описывающими различные - и в ряде случаев весьма сложные - виды аппаратуры для осуществления весьма несложной процедуры кормления крыс через введенную в желудок трубку. Между тем секрет весьма прост: нужно окунуть трубку в масло и, стараясь не напугать животное, вводить трубку таким образом, чтобы его голова не запрокидывалась. Такая манипуляция займет всего несколько секунд, то есть ровно столько же времени, сколько нужно для того, чтобы достать из ящика любое из рекомендованных приспособлений. Естественные явления и модели заболеваний Я буду использовать термин "естественные" для обозначения ряда явлений, происходящих в природных условиях и одновременно склонных производить на нас впечатление единственной в своем роде формы реакции. К этой группе явлений принадлежат, к примеру, беременность, зимняя спячка, различные типы воспалений, анафилаксия, анафилактоидные реакции, стрессовый синдром и кальцифилаксия. В отличие от них сокращение мышцы, увеличение одной какой-либо клетки или изменение содержания в крови какого-то одного химического вещества являются примерами более элементарных компонентов жизненных реакций. Разумеется, мы нуждаемся как в способах изучения естественного явления в целом, так и в способах определения его составных элементов, иначе говоря, нам нужны исследования как "вширь", так и "вглубь". Эти две группы методик в равной степени оправданы. И потому нет оснований обвинять в поверхностности тех, кого интересуют естественные явления в целом, или в ограниченности тех, кто исследует детали. Нельзя ведь изучать иммунные реакции на молекулярном уровне, если еще не открыто само явление иммунитета. И все же только проникновение в глубь этого явления открывает перед нами возможность действительно, приблизиться к полному его пониманию. "Глубинные" исследования распространены значительно шире, поскольку их можно планировать, в то время как открытие нового явления целиком строится на интуиции. Одним из наиболее важных методов фундаментального медицинского исследования является экспериментальная модель заболевания. Помимо того что она относится к сложным естественным явлениям в нашем понимании смысла этого термина, она вдобавок имитирует спонтанно возникающую болезнь. Следовательно, эти модели являются идеальными объектами для проверки действия лекарств и для анализа механизмов возникновения заболеваний. Экспериментальная медицина в целом развивается от чисто статического описания биологических структур (макроскопическая и микроскопическая анатомия, химический состав, физические характеристики) к изучению более сложных естественных явлений (воспаление, перерождение, рост или атрофия тканей и экспериментальные болезни). Более чем очевидно, что болезнь следует изучать на максимально полных моделях, хотя, разумеется ни одна модель не идентична оригиналу. Далеко не все факты, полученные на модели, остаются истинными, когда соответствующим заболеванием страдает человек, но в то же время модель имитирует самые существенные характеристики спонтанно возникающей болезни. Модель потому и есть модель, что она отличается от оригинала. Даже один и тот же возбудитель вызывает разные поражения у животных и у человека. Дефицит витамина С, недостаток инсулина или заражение туберкулезными бациллами по-разному проявляются у человека, крысы или морской свинки. Но из всех этих моделей заболевания извлекается информация, необходимая для лечения. Насколько я помню, все экспериментальные модели заболеваний, разработанные мной и моими коллегами, подвергались критике за их несовершенство. А разве бывают совершенные модели? Нужно ли доказывать, что пересаженная опухоль - не то же самое, что раковая опухоль человека, что артрит, инфаркт миокарда, нарушение кровообращения, почечное или кожное заболевание, тем или иным способом вызванное у животного, не являются точной копией соответствующих спонтанно возникающих заболеваний человека? Но тем не менее я утверждаю, что такие модели составляют самую основу экспериментальной медицины. Существуют постепенные переходы от того, что мы назвали "естественными явлениями", к тому, что вводится в качестве "модели заболевания". Последняя обычно представляет собой сложное сочетание первых. Самое худшее, в чем можно упрекнуть "модель заболевания",- это что она просто имитирует естественное явление, не являясь точной копией заболевания. Поэтому основная цель такого рода исследований - максимально приблизиться к спонтанной болезни. В этом смысле даже такие естественные явления, как анафилаксия или воспаление, демонстрируют подобное приближение в большей степени, чем изменения изолированных морфологических или химических элементов в организме. Разработка экспериментов Для начала нам следует вспомнить, что заранее обдуманным планом можно руководствоваться лишь при развитии какой-либо идеи. Подлинное открытие - это бессознательно направляемый интуитивный процесс. Как писал А. Шильд, "если результаты исследований можно заранее предсказать, то изучаемая проблема, судя по всему, ничтожна, а точнее, она почти не существует" [17]. Квалифицированная разработка какой-либо научной проблемы может вызвать возглас вроде: "Неплохо сделано, не правда ли?" Но, столкнувшись с подлинным открытием, мы вряд ли отреагируем на него подобным образом. Скорее всего мы воскликнем: "Да как это вас угораздило, как это вам в голову пришло?" Открытие ранее неизвестного явления ценится куда выше, чем развитие уже известного, поскольку тех, кто в состоянии обнаружить нечто совершенно новое, куда меньше, чем тех, кто способен использовать и развивать найденное за счет дополнительных изысканий вглубь. Как только сделано новое открытие, сразу находятся толпы советчиков, которым прекрасно известно, как именно следует его применять. Однако в свое время никто не посоветовал Флемингу заняться открытием пенициллина, а Колумбу - поисками Америки. И все же методы разработки экспериментов имеют самое существенное значение, поскольку лишь считанное число открытий находит применение в своем изначальном виде. Большинство из них вскоре забываются, если только их составные элементы не были подвергнуты тщательному анализу в соответствии с хорошо продуманным планом. Разработка эксперимента включает стратегию (общее направление, которому мы хотим следовать) и тактику (выполнение совершенно четко сформулированного плана исследования). Стратегия связана преимущественно с выбором такого предмета исследования, который мы считаем заслуживающим нашего внимания; выше этот вопрос подробно рассматривался с различных точек зрения. Поэтому здесь мы уделим основное внимание тактике, т. е. выполнению поддающейся планированию исследовательской темы. Вопросы, которые будут обсуждаться на последующих страницах, так же как и последующий большой раздел "Методы координации знаний", представляют, непосредственный интерес лишь для ученых и для тех, кто собирается ими стать. Тем не менее они весьма удобны для иллюстрации научного подхода к различным вопросам. "РАЗДЕЛЯЙ И ВЛАСТВУЙ" "Divide et regnes" --этот сформулированный Макиавелли политический принцип находит прекрасное применение и в тактике научного исследования, хотя чаще мы пользуемся лозунгом "Меняй каждый раз что-нибудь одно". Вне зависимости от того, что является предметом исследования, должен наличествовать только один переменный фактор, только одно различие между контрольной и экспериментальной группами. Даже в самом сложном эксперименте каждая подопытная группа должна сравниваться со своим "двойником", от которого она отличается лишь в одном-единственном отношении, так же как в каждом простом уравнении может быть только одно неизвестное. Для этого необходимо тщательно проанализировать все наблюдения и определить основные составляющие их элементы. Неорганизованная и не структурированная надлежащим образом информация приводит лишь к путанице. Все наши материалы - и наблюдения, и их интерпретация - должны быть сначала подразделены на маленькие блоки, которыми можно оперировать по отдельности. Правда, на начальных этапах иногда имеет смысл подвергнуть проверке целое, а потом уже заниматься частями. Например, перед экспериментальным воспроизведением заболевания посредством чистой бактериальной культуры можно попытаться воспроизвести передачу его с помощью зараженной ткани. Прежде чем выполнить биологические тесты с отдельными гормональными фракциями, взятыми из какой-либо железы, быть может, имеет смысл испытать всю необработанную массу железы и посмотреть, не обладает ли она активностью, заслуживающей более детального изучения. Если у цельного необработанного материала обнаруживается такая активность, то для идентификации его следует разделить на составные части. ПРИНЦИП АНАЛОГИИ Разработка экспериментов существенно зависит от нахождения аналогий между вновь наблюдаемыми фактами и предыдущим опытом. Процесс планирования экспериментов обычно включает четыре этапа. 1. Мы наблюдаем факт или формулируем идею. Мы замечаем, например, что если крысе вводить яичный белок, то это влечет за собой анафилактоидную реакцию, сопровождаемую внезапным опуханием губ. 2. Мы спрашиваем себя: "Не напоминает ли это что-нибудь?" - и стараемся припомнить какую-либо известную нам реакцию животного или человека, имеющую нечто общее с анафилоктоидной реакцией, с тем чтобы связать последнюю с предыдущим опытом. Нам приходит в голову, что анафилактоидная реакция, с одной стороны, напоминает некоторые виды внезапного опухания лица, встречающиеся человека (отек Квинке, крапивница), а с другой стороны, такое опухание имеет нечто общее с анафилаксией. Такое сопоставление нового с чем-то уже известным из прошлого опыта помогает выявить как сходство, так и различие между реакциями. Мы отмечаем, что опухание лица у человека в отличие от анафилактоидного опухания у крысы не вызывается инъекциями яичного белка и что анафилаксия (опять-таки в отличие от анафилактоидной реакции) требует предварительной сенсибилизации к вызывающему ее веществу. 3. Мы приходим к выводу, согласно которому все, что нам известно, может оказаться справедливым и в данном случае. Далее если известно, что имеются вещества, которые либо вызывают, либо предотвращают анафилаксию, то следует проверить, будут ли они действовать так же и в случае анафилактоидной реакции. 4. Мы подозреваем, что полученная информация может найти более широкое применение и в других случаях. В частности, анафилактоидная реакция вполне может быть использована в качестве экспериментальной модели заболевания. Поэтому имеется определенный шанс, что выявленные на модели сведения о возникновении или предотвращении этого заболевания найдут применение в ее клинических аналогах, обладающих такими же характеристиками. ЭКСПЕРИМЕНТ В "ПРОБИРКЕ" Мы уже упоминали о тех преимуществах, которые можно ожидать, если предварительно попробовать провести каждый эксперимент в пробирке. Мы понимаем данный термин не только в буквальном, как, например, в химии, но и в фигуральном смысле - ведь, как правило, нецелесообразно сразу начинать широкомасштабный эксперимент на животных или пациентах, не изучив сначала вопрос о практической применимости разработанной нами процедуры на небольших выборках. Пренебрежение этим правилом (а оно бывает порождено чрезмерными энтузиазмом или уверенностью в себе) уже не раз приводило к таким потерям времени, материальных средств, а иногда и к смертельным случаям, что никогда не будет лишним напомнить о нем еще раз. Один из вариантов этого правила применяется в экспериментах "обзорного", по словам Бевериджа типа: подлежащий изучению раствор изготовляется в широкой гамме концентраций (например, в ста различных вариантах), и каждая концентрация испытывается на малом числе животных (скажем, на двух). После такой грубой проверки берется небольшое количество вариантов концентрации (например, пять), близких к вероятному окончательному значению, и они испытываются на большой выборке животных. Таким образом, можно прийти к точному результату, использовав в эксперименте минимальное число животных. Но прежде чем приступать к эксперименту в "пробирке", следует тщательно построить его в уме, С тем чтобы оценить его потенциальную ценность. Перед тем как начинать какой-либо эксперимент, задайте себе два вопроса. 1. Действительно ли план этого эксперимента представляется осуществимым с точки зрения накопленного опыта? 2. Если даже предположить, что эксперимент пройдет точно в соответствии с планом, даст ли он убедительный ответ на предыдущий вопрос? ДИАГРАММЫ ХОДА РАБОТЫ Экспериментальное исследование, вдохновляемое осознанием аналогий между явлениями, развивается далее довольно стандартным образом, и это можно изобразить в виде диаграмм хода работы. Исходной точкой этих диаграмм, как правило, является идея или наблюдение какого-то факта, которые затем анализируются путем разбиения на составные части, поддающиеся распознанию. Нередко обнаруживается, что законы, справедливые для целого, справедливы и в отношении его частей (дедукция). Наконец, мы доходим до синтеза, т. е. до построения обобщений или, иначе говоря, мы констатируем, что приобретенные нами знания об отдельных явлениях справедливы и в отношении целого класса явлений (индукция). Таким образом мы приходим к познанию общих законов, с помощью которых предсказываем непредвиденные взаимосвязи. Методы координации знаний КАТАЛОГИЗАЦИЯ НАУЧНЫХ ДАННЫХ Одной из самых важных и неотложных задач современной медицины является создание каталога накопленных ею знаний. Если количество медицинских публикаций будет расти в такой же пропорции, как сегодня, то быть в курсе современных достижений даже в ограниченной области исследования вскоре станет невозможным. Между тем полноценное использование открытий и разработка новых экспериментов в соответствии с законами логики должны опираться на знание всех доступных фактов. Настало время, когда сложившуюся ситуацию следует воспринимать как серьезнейшую научную проблему нашего столетия, в противном случае, по словам Ванневара Буша{36}, "...наука может увязнуть в своем собственном продукте, наподобие колонии бактерий, погрязшей в своих выделениях". Я впервые столкнулся с этой проблемой в бытность свою студентом-медиком, когда осознал, что невозможно вести приличный конспект лекции и одновременно слушать ее. Единственный способ, который помог мне справиться с этой задачей,- это замена сложных научных терминов или длинных описаний процедур простыми и наглядными символами. В течение последующих тридцати лет этот набор символов развился в специальную систему стенографии по медицине, которая оказала мне неоценимую помощь во время научных конгрессов и при аннотировании литературы по стрессу, кальцифилаксии и эндокринологии (основные области исследований нашего института), а также при последующей обработке литературы техническим персоналом, не имеющим медицинской подготовки. Именно эта система легла в основу детального предметного каталога на 500 000 оттисков и книг, составляющих нашу библиотеку. Я убежден, что разработанная нами система каталогизации медицинской литературы может быть с успехом использована с соответствующими модификациями и в других областях знания. Практически каждый врач, так же как и каждый ученый, ведет в том или ином виде личный каталог, в котором он фиксирует интересующие его публикации. В большинстве случаев вся такая библиография состоит из кратких резюме, напечатанных на карточках, оттисков (приблизительно разбитых по основным темам) и авторского каталога. Что касается последнего, то он почти всегда достаточно удовлетворителен, а вот разбиение по темам обычно производится не особенно четко, так что для нахождения нужной статьи владельцу приходится полагаться в основном на свою памятъ. В таких личных каталогах, как правило, отсутствует набор зафиксированных правил, а система классификации имеет тенденцию изменяться в соответствии с интересами владельца. Лишь очень немногие из виденных мною частных каталогов признавались владельцами - даже самыми невзыскательными - отвечающими их требованиям. Для создания действительно удовлетворительной системы каталогизации, полностью адаптированной к потребностям всех разделов медицины, необходимы совместные творческие усилия множества оригинально мыслящих специалистов. Библиограф, систематизирующий публикации в своей области знания для дальнейшего планирования экспериментов; физиолог, в экспериментах с животными доказывающий, что некое вещество оказывает на организм желаемый эффект; химик, искусственно синтезирующий это вещество, и, наконец, ученый-клиницист, разрабатывающий способы применения этого вещества для лечения больных,- все эти люди занимаются исследовательской работой, в равной степени оригинальной и полезной для медицины, хотя их методы совершенно различны. Поверхностная каталогизация медицинской литературы по основным темам или по заглавиям представляется совершенно неприемлемой. Что же касается более детальной каталогизации, то для нее нужно создать элементарный международный код. Основная проблема не в том, какие технические средства мы хотим применять для обеспечения доступа к информации (обычные каталожные карточки, перфокарты или ЭВМ), а в том, какая система кодификации, какой "язык" наиболее приемлемы для этих целей. СИСТЕМАТИЗАЦИЯ НАУЧНЫХ ДАННЫХ В предыдущем параграфе мы уже видели, что даже простая каталогизация научных данных является сложной задачей, требующей высокой специализации. Но самым трудным этапом процесса координации знаний является систематизация научных данных, которые на первый взгляд представляются абсолютно не связанными друг с другом. В следующей главе (с. 254) мы обсудим огромную важность классификации как первого шага при построении структуры новой области знания. Здесь же ограничимся рассмотрением чисто технических аспектов этой проблемы. Что вы станете делать, к примеру, если наблюдаете десять новых фактов, которые с большей или меньшей очевидностью выглядят связанными друг с другом? Хотя это может показаться невероятным, но мы подчас не вполне осознаем, из каких именно "фактов" состоит наше наблюдение, или, более точно, в каких терминах его можно описать. Похоже, я сталкиваюсь с этой проблемой на протяжении всей своей жизни, и проще всего пояснить ее на одном-двух примерах, которые попортили мне особенно много крови. Концепция стресса Для начала рассмотрим составные элементы концепции стресса. В разное время и разными учеными были сделаны в числе прочих следующие наблюдения: 1) удаление у крыс гипофиза вызывает деградацию коры надпочечников; 2) у людей, получивших сильные ожоги кожи, как правило, развивается язва желудка и двенадцатиперстной кишки; 3) у детей при заражении их дифтерией тимус (лимфатический орган, расположенный в грудной клетке, функция которого тогда была неизвестна) сморщивается; 4) животные и люди, у которых разрушены гипофиз или надпочечники, становятся необычайно чувствительными к холоду и - что довольно странно - к жаре; 5) и вот, наконец, я обнаруживаю, что у крыс интоксикация неочищенным тканевым экстрактом приводит к увеличению коры надпочечников и одновременно вызывает атрофию зобной железы и возникновение язвы желудка. Все эти наблюдения легко могут быть описаны простыми словами - и только что я это сделал. Но такое описание нельзя считать приемлемым, ибо оно не намечает ни связи между этими фактами, ни направления дальнейших исследований. Эти и многие другие явным образом не связанные между собой факты становятся понятными и нужными только после того, как они подверглись систематизации посредством объединяющей их концепции А теперь систематизируем вышеприведенную информацию с помощью следующих формулировок: 1) инфекция, холод, жара и многие другие факторы, вызывающие потребность в адаптации, действуют в качестве неспецифических стрессоров; 2) вызывая стресс, все эти факторы обусловливают выделение гипофизом адренокортикотропного гормона (АКТГ), который, в свою очередь, стимулирует выделение корой надпочечников соединений, подобных кортизону; 3) эти кортикоиды увеличивают неспецифическую сопротивляемость организма, но в то же время вызывают уменьшение тимуса и создают предрасположенность к язве желудка. Разумеется, утверждение, согласно которому заражение дифтерией вызывает уменьшение тимуса, нельзя признать ложным, однако его неполнота вводит в заблуждение. Но оно не является "абсолютно истинным" в описанном выше смысле (с. 128). Точно так же не является ложным утверждение, что нажатие кнопки "вызов лифта" обусловливает прибытие лифта на ваш этаж, но из него вы ничего не сможете узнать о принципе действия данного механизма, если только вам не удастся систематизировать составные элементы вашего наблюдения в совершенно различных терминах (электричество, земное притяжение и т. д.). По словам Бриджменаа, вам нужно надлежащим образом выраженное и полное "операциональное определение" данного механизма [4]. Фармакология стероидных гормонов Уже давно известно, что для соединений с одной и той же основной химической структурой, "стероидным ядром", характерны действия, которые имитируют поведение коры надпочечников и мужских или женских половых желез. Однако наши исследования показали, что одни стероиды стимулируют деятельность почек, а другие могут даже вызвать их анестезию. Казалось бы, стероид может оказывать и то и другое действие, причем и сам по себе, и в любом сочетании. Кроме того, создается впечатление, что между этими воздействиями и теми сравнительно незначительными изменениями в стероидном ядре, которые их вызывали, нет взаимосвязи. Но систематическое изучение этого вопроса внесло некоторый порядок в создавшийся хаос. Теперь мы знаем, что одни химические структуры совместимы с определенным фармакологическим свойством, а другие - несовместимы. Мы узнали также кое-что о правилах, которым подчиняются взаимодействия между тем или иным фармакологическим эффектом одной и той же молекулы гормона. Выявленные закономерности известны теперь как "фармакохимические" и "фармакофармакологические" отношения. Они выражают соответственно влияние химической структуры на фармакологическую активность и одной фармакологической активности данного соединения на другую. *8. КАК МЫСЛИТЬ?* Казалось бы, странно, почему глава "Как мыслить?" идет после главы "Как работать?". Дело в том, что в фундаментальных исследованиях - и я попытаюсь это доказать - осмысление по большей части следует за случайным наблюдением или же ему предшествуют те или иные эксперименты, в основе которых лежат главным образом интуиция и весьма поверхностные (и зачастую ошибочные) рассуждения. Истинное открытие очень редко произрастает из логических построений, и это особенно характерно для естественных наук. Логика становится нужной в дальнейшей работе при подтверждении и оценке наблюдаемых явлений. Как говорится, "сначала стреляй, а потом уж задавай вопросы". Логика и научный метод Научное исследование само по себе - не наука, это все еще искусство или мастерство. У. Джордж Авторы наиболее значительных научных достижений менее всего были знакомы с трудами Бэкона, в то время как, его читатели и ценители - включая самого Бэкона - не особенно преуспели в открытиях. Ж. де Местр Под научным методом мы понимаем ряд таких процедур, которые используются в процессе приобретения знаний и которые основываются на следующем: распознавании и четком формулировании проблемы; сборе данных посредством наблюдения и, насколько это возможно, эксперимента; формулировании гипотез посредством логических рассуждений; проверке этих гипотез. Со времен Дж. Буля [3] логики и философы проделали грандиозную работу по изучению законов мышления (Коэн и Нагель, Вулф). Для систематизации методов построения теорий и разработки основ универсальной науки исключительно рациональным путем были приложены титанические усилия [Вуджер, 38]. И тем не менее, как ни парадоксально, практическое значение формальной логики, законов мышления и научной методологии очень ограниченно как в повседневной жизни, так и в науке. Насколько часто мне удавалось с успехом применить законы формальной логики к решению повседневных проблем, с которыми я сталкиваюсь и как человек, и как ученый? Если подумать, меня большему научила практика, а не логика. В том числе ходить и говорить. Желая уберечь ребенка от опасности споткнуться, мы не объясняем ему, какие мышцы надлежит приводить в движение, в какой последовательности и с каким усилием. Мы не учим родной язык, осознанно применяя грамматические правила. Самый лучший способ научить ребенка ходить - это, взяв его за руку, потянуть за собой. Если же он будет слышать вашу речь достаточно долго, он заговорит. Безусловно, знание физиологии движения или правил грамматики может пригодиться, однако на практике такими знаниями весьма редко пользуются осознанно, по крайней мере до тех пор, пока все идет нормально. Нечего и говорить, что хирургу, который должен восстановить поврежденную конечность, необходимы обширные знания о том, каким образом взаимодействуют при ходьбе мышцы и кости, а если какая-то фраза звучит сомнительно или двусмысленно, следует заглянуть в учебник грамматики. У меня создается впечатление, что все это в равной степени относится и к науке. Обучать новичка в той мере, в какой это вообще возможно, лучше всего взяв его за руку и предоставив ему возможность идти с вами бок о бок. На этом пути открывается как практическая сторона жизни биолога, так и его философия, не говоря о том, что, наблюдая жизнь своих учителей, вы учитесь сами. Но если бы мы на каждом шагу сверялись с правилами логики, подтверждая достоверность своих рассуждений, то далеко бы не ушли. И даже ставя самый простой биологический эксперимент, мы бы чувствовали себя столь же неуверенно, как если бы при ходьбе сознательно контролировали логическую последовательность сокращении каждого мускула, а при говорении - каждый произносимый звук. Как я попытаюсь объяснить далее, то же касается применения математики и статистики к проблеме познания жизни. Логика составляет основу экспериментальных исследований точно так же, как грамматика составляет основу языка. Однако мы должны научиться пользоваться ими интуитивно, ибо, как правило, у нас нет времени для того, чтобы на каждом шагу осознанно применять законы логики. Весьма соблазнительно привести логические доводы в пользу применения логики и математики к науке, но гораздо рискованней указывать их ограниченность. Однако давайте посмотрим фактам в лицо. Подавляющее большинство наиболее выдающихся врачей-экспериментаторов очень мало знакомы как с формальной логикой, так и с математикой. Формулирование биологических законов на языке математики, планирование экспериментов (в том смысле, как это понимает статистик), характерная для профессионального логика неопровержимость доказательств и осознанное применение научной методологии в том смысле, как это понимает философ,- все это сыграло не большую роль в самых значительных открытиях за всю историю медицины, чем знание акустики - в сочинении величайших музыкальных произведений. И если интуитивные попытки проникнуть в тайны Природы забываются, то факты сознательного применения логики в научных открытиях не только фиксируются как наиболее простые пути к достижению успеха, но и попадают на страницы книг и учебников. Именно по ним и учатся наши студенты. Неудивительно, что этот путь они принимают за единственно возможный. Хорошей иллюстрацией сказанному служит описание Гельмгольцем своих открытий в области математики: "Я сравниваю себя с путником, поднимающимся в гору. Не зная дороги, он медленно карабкается вверх и нередко вынужден поворачивать назад, поскольку идти дальше нет сил. Потом - то ли по зрелому размышлению, то ли потому, что просто повезло,- он обнаруживает тропинку и продвигается по ней чуть дальше, пока наконец не достигнет вершины. И тут, к стыду своему, он обнаруживает, что сюда ведет прекрасная прямая дорога, по которой, сумей он вовремя и правильно сориентироваться, можно было бы подняться без труда. В своих работах я, вполне естественно, ничего не говорю читателю о собственных ошибках, а лишь описываю тот уже проложенный путь, следуя которым он может с легкостью достичь тех же высот" [цит. по: Кенигсберг, 14]. Троттер [35] также подчеркивает тот факт, что открытий, обязанных своим появлением логике, а не опыту, крайне мало. Аналогичные взгляды высказывались Пуанкаре, Планком, Эйнштейном. Что касается меня, то я считаю, что логика для Природы то же, что экскурсовод для зоопарка. Ему в точности известно, где находится африканский лев, где - индийский слон, а где - австралийский кенгуру, раз уж их отловили, привезли в зоопарк и выставили для обозрения. Охотнику же, который выслеживал этих животных в местах естественного обитания, такие знания не нужны. Точно так же логика - это не ключ к тайнам упорядоченности Природы, а своеобразный "каталог картинной галереи" в мозгу человека, где хранятся его впечатления о природных явлениях. Считается, что глубоко изучать логику и математику необходимо каждому человеку независимо от рода его деятельности, ибо это учит человека думать. Я в этом сомневаюсь. На мой взгляд, логика и математика способны даже блокировать свободный поток того полуинтуитивного мышления, который является основой основ научных исследований в области медицины. Безусловно, изучение формальной логики или математики учит, но учит тому, как думать о формальной логике или о математике. Я же ратую за то, чтобы то время, которое уделяется изучению математики и логики как наиболее эффективным способам подготовки к гистологическим и хирургическим исследованиям, посвящать работе в гистологической лаборатории или хирургической клинике. Формальная и полуинтуитивная логика По-моему, у ученого-медика есть только две серьезные причины для изучения основ логики, но причины весьма достойные: это красота, органично присущая законам мышления, а также контроль и корректировка нашей по преимуществу инстинктивной "лабораторной логики" во всех тех случаях, когда она уводит нас в сторону. Именно в силу этих причин мне хочется сейчас обсудить несколько проблем, связанных с применением логики (точнее, полуинтуитивной логики) в экспериментальной медицине. Я попытаюсь проиллюстрировать некоторые ключевые схемы мыслительной деятельности с помощью аналогии, ибо нам, биологам, приходится скорее иметь дело с целостными комплексами живой материи, нежели с ее отдельными ингредиентами в чистой и гомогенной форме. Полагаю, что именно целостный взгляд на вещи служит нам основным ориентиром в лабораторной практике. Та полуинтуитивная логика, которой пользуется каждый ученый-экспериментатор в своей повседневной работе,- это специфическая смесь жесткой формальной логики и психологии. Она формальна в том смысле, что абстрагирует формы мышления от их содержания, с тем чтобы установить абстрактные критерии непротиворечивости. А так как эти абстракции могут быть представлены символами, то логика может быть также названа символической. Но в то же время эта логика честно и откровенно признает, что ее понятийные элементы, ее абстракции в отличие от математики или теоретической физики являются в силу необходимости вариабельными и относительными. Следовательно, строгие законы мышления к ней применять нельзя. В размышлениях о Природе нам следует также отвести существенную роль интуиции. Вот почему в нашей системе мышления психология должна быть интегрирована с логикой. Ниже перечислены наиболее важные проблемы,. с которыми предстоит иметь дело этой полуформальной логике. 1. Формулирование понятийных элементов. 2. Классификация понятийных элементов в соответствии с их: а) характеристиками (признаками), б) причиной (этиологией). Формулирование новых вопросов относительно: а) эволюции характеристик во времени (те типы понятийных элементов, которые им предшествуют, и те типы, в которые они, по всей вероятности, перейдут); б) опосредования причинно-следственных связей (антецеденты, которые предшествовали непосредственной причине, и консеквенты, которые, по всей вероятности, явятся результатом ее действия). Вспышка интуиции, "озарение". Хотя она и подготовлена предшествующими операциями, но тем не менее не может быть выведена из них путем применения формальной логики. Все это можно представить на диаграмме следующим образом: (1) Сформулированный понятийный элемент (например, артрит) (2а) Отнесенный к определенному классу в соответствии со своими характеристиками (например, гнойный) (26) Отнесенный к определенному классу в соответствии с вызывающей его причиной (например, микробный) (3а) Эволюция характеристик (например, промежуточные стадии между нормальным суставом и су стало м, пораженным артритом; возможность развития заболевания о будущем) (3б) Опосредование причинно-следственных связей (например, каким образом микробы проникли в сустав; какова вероятность того, что артрит вызовет поражение во всем организме). Все это бессознательно смешивается с предыдущим опытом (4) Вспышка интуиции (озарение) (например, совершенно новая интерпретация некоторых форм артрита как проявление общего заболевания соединительной ткани). Обладая глубокими познаниями, трудолюбием и вооружившись логикой, можно более или менее осознанно проложить путь от 1) к 3а) или 3б), т. е. именно ту часть пути, которая представляет собой развитие ранее сформулированного понятия. Однако только вспышка интуиции, творческого воображения, происходящая в подсознании, способна преодолеть разрыв между всем кругом рассматриваемых проблем и подлинным открытием 4). Такая вспышка интуиции как наиболее плодотворное научное достижение составляет основу фундаментальных исследований. Три ступени полуинтуитивной логики Понятия и понятийные элементы Невозможно понять что-либо, не выразив это "что-либо" с помощью известных элементов опыта. Именно поэтому даже самый блестяще образованный человек, не будучи специалистом, не в состоянии до конца постичь идею кванта, как ее понимает физик, или разделить восторг биолога по поводу открытия доселе непредсказуемого закона живой материи. Вот что говорится об этом в одной старой индийской сказке. Однажды слепой нищий спросил своего приятеля: - Скажи мне, что такое "белый"? На что это похоже? - Белый - это цвет,- ответил приятель.- Он похож на снег, который лежит в горах. - Понятно,- сказал слепой.- Это холодный и мягкий цвет. - Нет, не совсем. Бумага тоже белая. - Тогда это тонкий и хрупкий цвет. - Совсем не обязательно. Молоко тоже белое. - Значит, он жидкий и съедобный?- озадаченно спросил слепой. - Вовсе нет,- терпеливо продолжал объяснения его друг.- Белыми бывают разные вещи: и облака, и зубы, и борода старика, кстати, твои глаза тоже белые, потому что ты ими не видишь. - Ну что же...- вздохнул слепой.- Это жестокий цвет. Наверное, лучше всего мне и не пытаться понять, что это такое. И действительно, даже имея прекрасное зрение, мы никогда не видим ничего абсолютно белым. Самый чистый снег, как и самая высокосортная бумага, имеет какой-нибудь оттенок или отблеск, искажающий их совершенную белизну. Борода старика, зубы человека, стакан молока отстоят от такого идеала еще далее. Белизна есть абстрактный элемент мысли; для нашего повседневного опыта она не имеет особого значения, и тем не менее обойтись без этого понятия было бы нелегко. В реальной жизни мы сталкиваемся с вещами, которые могут быть более или менее белыми, но если нам нужно описать белую кошку, то нет никакой необходимости и даже возможности описывать каждую шерстинку или же пытаться определить условия освещения; хотя и говорят, что "ночью все кошки серы", всем будет понятно, что имеется в виду. Человеческий мозг устроен таким образом, что отказывается оперировать мыслями до тех пор, пока они не облечены в более или менее четкую индивидуальную форму - понятийные блоки. Просто удивительно, сколько путаницы было вызвано неспособностью понять три следующих простых факта. 1. Обращаться с мыслями адекватным образом (изолировать, измерять, смешивать, продавать) можно только тогда, когда они, подобно жидкостям, помещены в отдельные емкости. 2. Мыслительные блоки заключают в себе предшествующий опыт, который может обновляться только в пределах одной упаковки. Мы не в состоянии осмыслить то, чего никогда ранее не воспринимали и что отличается от уже известного нам. 3. Мыслительные блоки, или понятийные элементы, связаны друг с другом весьма свободно, и содержимое их неоднородно. Они не являются чем-то вроде водонепроницаемых отсеков, жестко отграничивающих чистую воду от всего, что ее окружает. Их содержимое всегда слегка варьирует по количеству и качеству, загрязнено по составу. Вот и все, что можно сказать в этой связи. Не стоит обращать внимание на все эти несовершенства, их следует принять такими, как они есть, поскольку без них невозможны никакие формы мышления. Беда в том, что, забывая об этих несовершенствах, мы подчас совершаем серьезные ошибки, приводящие нас к периодическим приступам неуверенности в себе, а философов - к пессимизму и неверию в могущество мысли. Вот почему нам надлежит со всем тщанием рассмотреть вопрос о том, как образуются, классифицируются и применяются в научных исследованиях эти понятийные элементы. 1. ДЛЯ ПОНИМАНИЯ СЛЕДУЕТ ПРЕЖДЕ ВСЕГО РАСПОЗНАТЬ КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. Как мы могли убедиться, понимание есть установление связей между распознаваемыми элементами природы. Чем больше мы установили связей, тем глубже наше понимание. Поэтому, какой бы объект мы ни изучали, мы прежде всего интересуемся, из каких более мелких элементов состоит понятийный элемент и соответственно в какую систему он сам входит как составляющий. Отсюда степень подлинной научности исследования прямо пропорциональна той точности, с которой определяются составляющие понятийные элементы. Если объектом нашего исследования является человек, нам необходимо прежде всего попытаться определить те элементы, из которых он состоит (органы, клетки, химические вещества, из которых строится его тело, элементарные представления и побуждения, которыми руководствуется его разум), затем классифицировать и эти элементы, и человека в целом относительно других элементов природы. Только такой процесс формулирования элементов и их классификации способен привнести в наши мысли порядок. Разделяя элементы по признаку подобия, а также распределяя их некоторым закономерным образом, мы изучаем их структурные и причинные связи. В свою очередь только изучение этих закономерностей дает нам возможность воздействовать на Природу по своему желанию. И наконец, только установление таких взаимосвязей в рамках одной системы дает нам возможность конструировать теории, способные предсказывать вероятностное поведение дотоле неизученных систем, обладающих сходными структурными или каузальными элементами. Если мы хотим получить информацию о деятельности почек человека, нам следует прежде всего раскрыть составляющие их элементы (клетки и химические вещества) и ту роль, которую играет основной элемент - почка - в системе других элементов (органов) человека. Далее, по данным сравнительного анализа мы выясним, что по своим основным показателям человеческая почка мало чем отличается от почек других животных. Поэтому, определив реакции почки больного животного на лекарственный препарат, можно с большой долей вероятности предсказать состав препарата, излечивающего аналогичное заболевание человека. 2. БИОЛОГИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТАМ ОБЯЗАТЕЛЬНО ПРИСУЩА НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ. Существенным недостатком, препятствующим определению тех или иных биологических элементов, является их неопределенность. Биологические элементы никогда не существуют в чистом виде. В рассматриваемый биологический элемент неизбежно вторгается другой. Независимо от способа определения элемента в нем всегда имеется нечто принадлежащее другому элементу. Можно вскрыть тот или иной орган и дать ему какое-либо имя. Пусть он получит название "почка". И тем не менее моча в протоках, кровь в сосудах и даже сами сосуды в строгом смысле слова не являются почкой. Правильнее было бы рассматривать их как составные части таких элементов, которые носят название "моча", "кровь" и "сосуды", ибо они имеют куда большее сходство с аналогичными элементами вне почки, чем со структурами, непосредственно составляющими почку. То же самое можно сказать и по поводу соединительной ткани, нервов, всех химических элементов, образующих почку. Что же тогда есть собственно почка? Дело в том, что происходит и обратный процесс: изучаемый биологический элемент сам с такой же неизбежностью вторгается в другой. Если рассматривать некий кровеносный сосуд, входящий в почку как часть этого органа, то возникает естественный вопрос: в каком же месте он становится собственно почкой? Если тот или иной химический элемент входит в состав почки, где же конкретно происходит соответствующее изменение? Каковы границы биологических элементов? И если уж продолжать, где пролегает моя собственная граница? Что главным образом составляет меня самого? Может быть, кончики ногтей на моих пальцах? Но ведь они мертвы и бесполезны. Или, быть может, наполняющий мои легкие воздух, без которого я бы умер? Но если окружающий меня воздух не есть составляющая меня материя, то где именно он становится частью меня? В моем носу, в легких, в крови или в клетках? Кроме того что границы не определены, они к тому же взаимопересекаются. То же относится к пограничной линии между одушевленной и неодушевленной Природой. Каким образом мне удалось бы что-то узнать о себе самом, если не определить сколь угодно произвольным способом хоть какую-то демаркационную линию между собственной персоной и остальным миром? 3. СЛОЖНОСТЬ ОЦЕНКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, а) Оценка по аналогии. Оценка по аналогии основывается на предположении, что если два или более объекта согласуются друг с другом в некоторых отношениях, то они, вероятно, согласуются и в других отношениях. Метафора - это риторическая фигура, которая путем аналогии наводит на мысль о таком сходстве. Любые обобщения находятся в зависимости от установления аналогий между объектами, которые ранее не обнаруживали никакого сходства. Магическое в основе своей метафорично. Как и сны. Как и подлинно художественная деятельность. В конце концов теоретическая наука - это в основе своей упорядоченное использование метафоры. А. Рапопорт Метафора - это отличительный признак гения, ибо способность образовать хорошую метафору есть способность распознать сходство. Аристотель Первоначально термин "аналогия" применялся исключительно для выражения количественных отношений. Например, отношение между двумя и четырьмя аналогично отношению между восемью и шестнадцатью, и в настоящее время в математике такой тип количественных отношений чаще всего называется "пропорцией". Однако у Аристотеля мы уже находим применение этого термина для обозначения качественных отношений, как это принято сейчас. Установление аналогий составляет основу всякого объяснения. Мы полагаем, что объяснение состоялось, если нам удалось продемонстрировать сходство нуждающегося в объяснении объекта с чем-то уже знакомым. Именно посредством аналогии можно ввести новый факт в сетевую структуру уже имеющейся сокровищницы информации. Опасность рассуждений по аналогии состоит в том, что две пары терминов, которые мы сравниваем между собой, всегда в некоторых отношениях отличаются друг от друга, следовательно, связывающий их логический вывод обоснован лишь в определенных пределах. Нам будет легче понять, что подразумевается под гормонами, если сравнить последние с химическими переносчиками сигналов, посылаемых железами внутренней секреции для влияния на какой-либо орган, находящийся на периферии. Мы сразу же представляем себе гормоны передвигающимися по определенным маршрутам и вызывающими должный эффект не прямо, а косвенно, путем передачи "инструкций". В этом смысле аналогия крайне полезна, ибо способствует не только пониманию, но и предсказанию с некоторой долей вероятности тех или иных характерных свойств действия гормонов, поскольку нам известно, что имеется ряд сходных свойств, характеризующих в целом действие переносчиков сигналов. И тем не менее никогда нельзя с уверенностью предсказать, насколько далеко может быть распространена аналогия. Переносчики сигналов нуждаются в подкреплении, гормонам же это не требуется. Такого рода непредсказуемость ограничивает полезность аналогий, однако без них не обойтись, когда нам нужно объяснить новое понятие, то есть передать его в уже известных терминах. Аналогия способна предполагать, на ней строятся все гипотезы и теории, но она не может ничего доказать. б) Несущественное нарушает порядок. Когда вы печатаете на машинке, вы при желании можете любое слово сделать неразборчивым: для этого не нужно ничего стирать, достаточно просто забить это слово буквой "X". Такое несущественное добавление искажает буквы, обессмысливая напечатанный текст. Нечто подобное наблюдается и в Природе. Есть старый анекдот о человеке, который пил каждый день, но в понедельник - виски с содовой, во вторник - джин с содовой, в среду - ром с содовой и т. д. Поскольку каждый раз после выпитого он, естественно, хмелел, то пришел к выводу, что причиной опьянения была содовая. Когда известный несущественный фактор сопровождает неизвестный существенный, такого рода ошибки случаются довольно часто, что при проведении фундаментальных исследований трудно обнаружить. В разд. "Заблуждения" приводится ряд примеров такого рода ("Молчащий маркер", с. 309, и "Несущественные факторы, вводящие в заблуждение", с. 311). В описанных случаях ошибка обычно является результатом того, что из двух агентов (или целей), которые трудно отделить один от другого, один инертен, однако его легко обнаружить ("молчащий маркер"), в то время как другой активен, однако не поддается обнаружению. Получается, что наличие активного фактора можно выявить только при помощи инертного маркера, который и принимается ошибочно за причину, лежащую в основе наблюдаемых явлений. в) Несовместимые на первый взгляд теории о взаимосвязях между элементами могут оказаться в равной степени правильными. Теория подобна гиду: она ведет нас от одного известного факта к другому. Следовательно, теория служит подспорьем при запоминании фактов, а путем экстраполяции закономерностей во взаимосвязях между фактами она даже дает возможность делать предсказания по поводу того, где именно с наибольшей вероятностью будут найдены представляющие для нас интерес новые факты. Предположим, у подножия высокой горы расположены два селения: одно к северу, другое - к югу от нее. Никто из жителей этих сел никогда не поднимался на гору и не видел ее с противоположной стороны. Жители и одного, и другого села были уверены, что имеют прекрасное представление об этой горе, по крайней мере о той ее стороне, которая им видна. Однако если северный склон скалист и бесплоден, то южный утопает в цветущих лугах и лесах. Соответственно два представления жителей сел абсолютно противоположны. Доведись им встретиться друг с другом где-нибудь вдалеке от родных мест и заговори они каждый о "своей горе", им бы никогда и в голову нс пришло, что они говорят об одном и том же месте. Такого рода путаница--не редкость в экспериментальной медицине, и именно с ней связаны самые ожесточенные споры. Гистолог, изучающий сердечную мышцу после импрегнации серебром, отчетливо увидит даже самые мелкие ответвления сердечных нервов, но не обнаружит гликоген; его коллега, применяя окраску кармином по методу Беста, легко обнаружит гликоген, но не увидит нервных окончаний. Если оба гистолога намеренно пользуются различными методиками, то, вероятнее всего, между ними не возникнет никаких серьезных разногласий. Нередко, однако, намереваясь применить одну и ту же методику, гистологи сами не знают, что они по-разному готовят растворы. В этом случае каждый из них будет убежден, что его коллега увидел мираж. Аналогия с блоком понятий Всякий эксперимент на животных является, в сущности, упрощенной моделью, на которой проверяется, существуют ли те или иные взаимосвязи между биологическими объектами, причем несущественные детали не учитываются. Точно так же поступает архитектор или инженер, создавая упрощенную модель, представляющую собой в уменьшенном масштабе ту сложную структуру, которую он намеревается построить. И тот и другой знают по опыту, что проще всего постичь общие законы, регулирующие поведение сложных машин и механизмов, если система свободна от несущественных элементов. В этой связи, как мне кажется, следует еще раз вернуться к указанным выше трем видам типичных ошибок, возникающих при формулировании и оценке биологических элементов. Воспользуемся для этого сравнительно простой механической аналогией Хотя этот блок и состоит из множества элементов, по своему составу он значительно проще даже самого примитивного живого существа. Если смотреть на блок спереди (с чего и начались исследования), он производит впечатление ровной и плоской поверхности. Затем с применением грубых инструментов выясняется, что внутри него проходит жирная пунктирная вертикальная линия. После того как ее положение четко установлено, выясняется следующий факт: этот объект состоит из двух вертикальных прямоугольников. Дальнейшее совершенствование исследовательского инструментария позволило выявить, что в каждом из ранее открытых элементов содержится по четыре узких вертикальных прямоугольника, очерченных линиями. Становится очевидно, что первое впечатление было ошибочным и что рассматриваемая поверхность состоит из восьми симметричных элементарных частей. Однако при последующем изучении был применен прибор, который регистрировал лишь широкие наклонно-штриховые линии. Стало быть, первое впечатление в целом было правильным, и поверхность блока действительно состоит из восьми частей, но они вовсе не равны между собой, во всяком случае все они структурированы еще в одном направлении - более или менее горизонтальном. Странные расхождения, не правда ли? Впоследствии, когда появилась техническая возможность перенести исследования в глубь блока, та группа специалистов, которая применяла детекторы пунктирных линий, и та группа, в чьем распоряжении были детекторы точечных линий, сошлись во мнении, что рассматриваемая структура состоит из восьми идентичных вертикальных пластин. Однако специалисты, работающие с детектором наклонно-штриховых линий, продолжали настаивать на том, что блок состоит из восьми не равных между собой и почти горизонтально расположенных пластин. Скрупулезная проверка этих точек зрения, проведенная в дальнейшем, позволила выявить, что понятие "элементы" в данном случае неприменимо, поскольку все названные линии прерывистые, и, таким образом, все, что расположено вдоль их границ, не может быть классифицировано с достаточной точностью. Не будем продолжать это обескураживающее повествование. Так или иначе из него явствует, что в зависимости от выбранной точки зрения и инструментов исследования (или органов чувств) наше представление об объекте меняется разительным образом. Рассматривая один и тот же куб, например, можно представлять его себе состоящим из элементов различного вида; эти элементы частично накладываются друг на друга, но ни об одном из них нельзя сказать, что он более истинен, чем все остальные. Все элементы рассматриваемого блока истинны. В ходе дальнейших углубленных исследований можно со всей очевидностью продемонстрировать, что с помощью все более совершенных инструментов имеется возможность обнаружить в самых мелких из описанных нами элементов еще меньшие субэлементы. И в то же время весь блок целиком, подобно кирпичу в стене здания, представляет собой просто-напросто один из элементов еще более крупной системы. Обнаружить это удается лишь в результате изучения окружающего пространства, проведенного на расстоянии и без каких-либо увеличительных приборов. Мораль этой истории такова: может случиться так, что сразу несколько, казалось бы, несовместимых между собой теорий могут оказаться истинными. Рассматриваемый ранее блок не состоит из неравных наклонных пластин или равных вертикальных пластин - он состоит из неравных наклонных и равных вертикальных пластин. Следует подчеркнуть, что все элементы частично накладываются друг на друга, материал, образующий наклонные пластины, входит также в состав вертикальных пластин, следовательно, ни об одной молекуле нельзя сказать, что она в большей степени принадлежит одной системе пластин, нежели другой. Таким образом, выясняется, что несущественность искажает порядок: если мы, предпринимая попытки обнаружить закономерности расположения наклонных пластин, станем обращать внимание на другие линии, мы отклонимся в сторону и собьемся с пути. Все столь очевидным образом противоречащие друг другу исходные теории в равной мере верны; четкость окончательной формулировки заключается в простом их объединении. Чем больше связей мы устанавливаем, тем лучше мы "понимаем". Что же касается значимости, то для меня самым значимым и важным является факт, благодаря которому все эти наблюдения стали возможными,- установление объекта как такового. Подведем некоторые итоги: 1. Невозможно строго определить границы элементов, поскольку, каким бы образом мы ни пытались это сделать, границы образованных разными способами элементов всегда будут частично перекрываться. Кроме того, демаркационные линии между двумя сопредельными элементами обычно бывают нечеткими и недостаточными. 2. Детали, несущественные с определенной точки зрения, имеют тенденцию искажать ту упорядоченность, которая могла бы проявиться в этом случае. 3. Сразу несколько на первый взгляд противоречивых теорий, описывающих одну и ту же структуру, могут оказаться верными в том случае, если при оценке строения этой структуры они исходят из различных критериев. 4. Тем не менее для понимания структуры совершенно необходимо определить ее элементы, поскольку "понимание" как раз и заключается в осознании той роли, которую играют элементы структуры как части целого. 5. Аналогичные проблемы характерны и для биологических систем, хотя постичь эти проблемы гораздо труднее ввиду бесконечно большей сложности этих систем. При определении биологических элементов необходимо принимать во внимание не только их форму, различия в химическом составе, цвете, запахе, температуре, консистенции, электрическом заряде, времени возникновения и исчезновения, но, увы, и бесчисленное количество других факторов. Аналогия с цепочками понятий Говоря об аналогии с блоком понятий, мы подразумеваем, что все элементы блока непременно являются смежными и соприкасаются между собой. На самом же деле те предметы, которые пространственно близки между. собой, могут быть совершенно не связанными друг с другом (на моем столе лежит бутерброд с ветчиной, который имеет очень мало общего со случайно оказавшимся рядом с ним флаконом кортизона). И в то же время пространственно удаленные друг от друга предметы (к примеру, все имеющиеся на свете порции кортизона) могут быть фактически идентичными. Эти рассредоточенные по всему свету порции сливаются в единое понятие "кортизон" и связываются в целое в нашем сознании с помощью нитей, составленных из имеющихся у нас мысленных представлений об их качественных признаках. На нижеследующем рисунке объекты представлены в виде пронумерованных узлов (кружков), доступные наблюдению признаки этих объектов - в виде различных жирных линий, а имеющаяся в нашей памяти информация об этих признаках и представления о них - в виде тонких соединительных линий. Способность отделять объекты один от другого зависит от способности воспринимать различия характеризующих их признаков. 1. Предположим, первоначально исследованы только узел 1 и 3. В качестве первого шага мы просто отмечаем, что оба узла содержат жирные и точечные линии. До тех пор пока об этих узлах нет дополнительной информации, они представляются нам во всех отношениях тождественными. 2. Последующее изучение количественной стороны вопроса показало, что узел 1 полностью содержит жирную и точечную линию, тогда как в узел 3 жирная линия входит не полностью. В результате появляется возможность дифференцировать узел 1 и 3 на основании количественных различий в их структуре. 3. После этого подвергается изучению вся окружающая эти узлы область, однако применяются инструменты, способные обнаруживать только жирные или только точечные линии. Детектор жирных линий выявляет дополнительные узлы (8, 2 и 7), в то время как детектор точечных линий зарегистрирует узлы 5 и 6. Этими открытиями обозначается новый аспект исследования, в соответствии с которым все узлы, содержащие жирные линии, содержат также и точечные линии (8, 2, 1, 3, 7), однако не все узлы с точечными линиями содержат также и жирные линии (5, 6). 4. В дальнейшем, когда будут разработаны инструменты, при помощи которых можно обнаруживать линии с поперечной насечкой и линии, составленные из клеточек и из звездочек, станет очевидным, что узел 7 отличается от узлов 1 и 3, а узел 5 отличается от узла 6. В то же время окажется возможным обнаружить узел 4, поскольку он содержит линию с поперечной насечкой. Открытие новых объектов будет зависеть от нашей возможности распознавать дополнительные характерные признаки. 5. Если будет создан детектор для выявления пространственного положения узлов, то появится новый аспект исследования. Нам станет известно, что все узлы, содержащие жирные линии (8,2,1,3,7), расположены вдоль горизонтальной прямой, тогда как ни один из находящихся в стороне от этой прямой узлов не содержит жирной линии. Этот факт дает нам возможность высказать гипотезу о том, что новые узлы, содержащие жирную линию, скорее всего будут найдены в результате скрининга, проводимого в направлении, совпадающем с воображаемым продолжением прямой, соединяющей узлы 8 и 7. Помещенный здесь простейший рисунок служит иллюстрацией тезиса о значении классификации в качестве предварительного условия формулирования плодотворных гипотез - таких гипотез, которые, основываясь на аналогиях, дают возможность делать достаточно вероятные предсказания. Кроме того, рисунок демонстрирует всю относительность понятий элемента или категории. Можно рассматривать "узел 1" как категорию, которая объединяет жирную и точечную линии, расположенные определенным образом, но и "жирная линия" сама по себе - это также понятийный элемент или отдельная категория в том смысле, что она объединяет в себе соответствующие элементы независимо от их местонахождения. Ничто в Природе не может быть охарактеризовано с исчерпывающей полнотой. Как бы ни были обозначены составляющие Природу элементы, их доселе неизвестные характеристики выявляются с помощью новых методов исследования (например, с использованием усовершенствованных инструментов). И в то же время характеристики, присущие одному элементу, могут быть в дальнейшем обнаружены в другом. Отсюда следует, что применительно к природным явлениям никакое сочетание индуктивных и дедуктивных умозаключений не способно привести к безусловно значимым выводам. Это положение не касается абстрактных умозаключений (например, в области математики), поскольку абстрактные элементы могут быть охарактеризованы исчерпывающим образом. 2 - это только 2, и ничего более. Ничто не может быть "слишком 2" или "примерно 2", и сколько бы ни продолжались исследования, ни в каком 2 не удастся обнаружить ничего такого, что сделало бы его качественно отличным от другого 2. Под "пониманием" мы имеем в виду процесс закрепления информации в понятийных цепочках нашей памяти. Чем больше мы обнаруживали связей между новым и прежним опытом, тем сильнее ощущение, что это новое нам понятно. Однако понимание никогда не бывает полным, так как мы всегда воспринимаем лишь одно звено цепочки понятий и, следовательно, понимаем мир не более чем фрагментарно [Селье, 24). Построение теорий В основе всех великих открытий, когда-либо сделанных человеком, лежит смелая догадка. Исаак Ньютон Меня прежде всего обвиняют в том, что я вышел за границы экспериментальных доказательств. Я отвечаю, что это качество вообще присуще людям с научным складом ума, по крайней мере в том, что касается физических исследований. Создание любой известной теории - света, теплоты, магнетизма и электричества - подразумевает выход за эти границы. Кельвин{36а} История науки со всей убедительностью доказывает, что истинно революционные и значительные достижения проистекают не из эмпиризма, а из новых теорий. Джеймс Б. Конант Факты и теории Познавать, не размышляя,- бесполезно; размышлять, не познавая,- опасно. Конфуций Бесполезно заниматься наблюдением фактов и их регистрацией, не пытаясь их как-то теоретически оформить; однако и чистые рассуждения без малейших попыток установить их практическую применимость зачастую приводят к опасным заблуждениям. Прошло более 2500 лет с тех пор, как была высказана эта мысль, но в разные времена в разных частях света предпочтение отдавалось то фактам, то теориям. В настоящее время в странах Северной Америки мы сталкиваемся с абсолютно неоправданным доверием к фактам, преувеличением их значимости и как следствие этого пренебрежением теорией и интерпретацией фактов. Причем этот процесс зашел так далеко, что большинство медицинских журналов просто отклоняют работы, представляющие собой значительные и новые теоретические разработки, но не содержащие новых фактов. Наряду с этим редакционные коллегии этих журналов готовы принять любую статью, если в ней описываются факты, даже без определения их значимости. Предубеждение против "чистого теоретизирования" стало в биологических науках столь распространенным явлением, что многие исследователи, описывая фактический материал, намеренно подчеркивают в качестве самооправдания, что они и не пытаются предлагать интерпретацию обнаруживаемых фактов. А что стоят факты без их истолкования? В этом можно было бы усмотреть реакцию на бесплодное применение диалектики средневековыми схоластами, которые были настолько поглощены "гимнастикой ума", что не считали нужным проверять достоверность своих теорий. Нет сомнения, что высчитывать, сколько ангелов может поместиться на кончике иглы, бессмысленно, но не менее бессмысленно определять с бесконечной точностью средний диаметр клетки. Безусловно, какой-нибудь случайный факт может иметь определенное сиюминутное применение, даже если его суть не ясна. Но поиск наугад практически без шансов на успех едва ли можно считать наукой. Не так давно одно широко известное учреждение распространило анкету под названием "Интеллектуальная безнравственность". Пункт 4 этой анкеты гласил: "Обобщение с выходом за рамки имеющихся данных". Банкрофт вполне резонно спросил, а не правильнее ли было бы сформулировать пункт 4 так: "Обобщение без выхода за рамки имеющихся данных". Мы уже говорили (с. 128) об основных характеристиках научных достижений. Здесь же ограничимся указанием на то, что гипотезы, которые нельзя проверить путем наблюдения, столь, же бесполезны, как и наблюдения, которые не поддаются интерпретации в рамках какой-либо теории. Кроме того, любая гипотеза, которую невозможно проверить на практике доступными на сегодняшний день методами, может быть завтра подтверждена методами более совершенными, и тот факт, который сегодня не поддается интерпретации, будет понятен какое-то время спустя. Однако на сегодняшний день и такие гипотезы, и такие факты бесполезны. И если им действительно суждено впоследствии обрести смысл, свою признательность мы выскажем не тому человеку, который впервые обнаружил эти факты, а тому, кто сумел дать им адекватное толкование (разд. "Что такое открытие?", с. 113). Значимость фактов и теорий взаимозависима: если женщине хочется носить нитку жемчуга, едва ли можно определить, что более важно в этом случае - нитка или жемчужины. Причина, по которой эта проблема так часто неправильно понималась, состоит в том, что построение теории представляется более творческим процессом, чем простое наблюдение фактов, поскольку считается, что реальный факт обладает некоторой самостоятельной ценностью, совершенно не зависящей от его интерпретации. Это мнение ошибочно. Любая теория - это связь между фактами, она связывает факты воедино и приводит нас к установлению новых. Много недоразумений возникает от неправильного употребления терминов "гипотеза", "теория" и "биологическая истина". Гипотеза - это догадка, теория - это частично доказанная догадка, биологическая истина - это антинаучное преувеличение, постулирующее возможность полного доказательства теории, то есть положение, не существующее в биологии. Давайте в биологии вместо слова "истина" будем использовать термин "факт", поскольку он происходит от латинского "factum" ("дело" или "действие") и подразумевает только действие - доказательство наличия чего-либо. Существует поговорка: никто не верит в гипотезу, кроме того, кто ее выдвинул, но все верят в эксперимент, за исключением того, кто его проводил. Люди готовы поверить "экспериментальным данным" - фактам, полученным в процессе эксперимента, но сам экспериментатор глубоко осознает искажающее влияние тех мелочей, которые могут повлиять на чистоту эксперимента. Вот почему сам первооткрыватель нередко бывает менее уверен в своем открытии, чем другие. И наоборот, человек, выдвинувший какую-то идею, эмоционально привязан к ней, а потому меньше других склонен проявлять критическое отношение к плодам своего ума. Необходимо точно знать, когда следует отказаться от концепции, которую ничем нельзя подтвердить. Если гипотеза недостаточно согласуется с наблюдениями, не отказывайтесь от нее ни слишком рано, ни слишком поздно. Большинство исследователей с легкостью расстаются с гипотезами, высказанными другими людьми, если первые же эксперименты не подтверждают эти гипотезы, и, напротив, проявляют завидное упорство в попытках найти какие-нибудь доказательства в пользу излюбленных ими идей. Однако если у нас есть новая гипотеза, способная заменить старую, с последней легче расстаться. Значение ошибочных теорий Один из основных принципов, вытекающих из изучения истории науки, состоит в том, что свержению теории способствует только лучшая теория и никогда - просто противоречащие ей факты.. Джеймс Конант Каждый раз, когда экспериментальные данные противоречат существующей теории, это означает новый успех, так как в этом случае в теорию необходимо внести изменения и коррективы. Макс Планк Даже такая теория, которая соответствует не всем известным фактам, представляет собой определенную ценность, если она соответствует им лучше, чем любая другая. Неверно, что "исключения подтверждают правило", однако вовсе необязательно исключения опровергают правила. Иногда те факты, которые первоначально казались несовместимыми с теорией, по мере появления новых фактов начинают постепенно находить свое естественное место в ней. В иных же случаях сама теория оказывается достаточно гибкой и с готовностью приспосабливается к новым наблюдениям, кажущимся парадоксальными и несовместимыми с ней. "Самая лучшая теория та, которая, основываясь на наименьшем количестве предпосылок, объединяет наибольшее количество фактов, ибо она наилучшим образом соответствует тому, чтобы ассимилировать еще большее количество фактов без ущерба для своей собственной структуры" [Селье, 23]. Существует огромное различие между бесплодной и ошибочной теорией. Бесплодная теория не поддается экспериментальной проверке. Таких теорий можно сформулировать сколько угодно, но они никоим образом не способствуют пониманию природы вещей, их итог - бессмысленное словоблудие. В то же время ошибочная теория может быть чрезвычайно полезной, ибо, если она достаточно разработана, это поможет спланировать такие эксперименты, которые смогут заполнить значительные пробелы в нашей системе знаний. Факты должны быть правильными, теории должны быть плодотворными. Если "факт" неверен, он бесполезен, иначе говоря, это просто Не факт, а вот ошибочная теория может оказаться лаже более полезной, чем правильная, если она более плодотворна в том смысле, что ведет к новым фактам. Разработка Вассерманом реакции на сифилис является блестящим примером ценности ошибочной теории. В силу технических причин оказалось невозможным приготовить чистую культуру спирохет, вызывающих сифилис. И тогда Вассерман использовал в качестве антигена (вещества, необходимого для "реакции связывания комплемента", по которой диагностируется сифилис) экстракт печени мертворожденных детей, матери которых были больны сифилисом, ибо, как ему было известно, такая печень богата спирохетами. Этот экстракт оказался прекрасным диагностическим препаратом, хотя впоследствии было обнаружено, что никакой необходимости использовать печень больных сифилисом нет, для этих целей вполне приемлема печень здоровых людей. Более того, не менее активные антигены можно приготовить даже из органов других животных. Нам до сих пор неизвестно, почему эти антигены дают реакцию связывания комплемента, хотя достоверно известно, что Вассерман ошибался, используя печень именно больных сифилисом. И тем не менее вполне вероятно, что мы бы до сих пор не располагали каким-либо серологическим тестом для диагностики этого заболевания, если бы не ошибочная и все же чрезвычайно плодотворная идея Вассермана [Беверидж, 2]. Только в совершенно исключительных случаях новая смелая концепция выдерживает испытание временем, не подвергаясь каким-либо изменениям. Вспоминая, как развивались его взгляды на эволюцию, Ч. Дарвин писал: "За исключением [теории образования] коралловых рифов, я не могу вспомнить ни единой первоначально составленной мною гипотезы, которая не была бы через некоторое время отвергнута или сильно изменена мною" [7, с. 150]. Но это не принципиально. Как мы увидим далее, в разделе "Заблуждения" (с. 285), даже такая теория, которая постулирует нечто прямо противоположное истине, может оказаться чрезвычайно полезной. Настоящий ученый в равной степени заинтересован как в доказательстве, так и в опровержении его теории; если теория действительно ценная, было бы одинаково важно продемонстрировать как ее истинность, так и ее ошибочность. Когда в процессе эксперимента Ф. Мажанди{36б} получил результаты, противоположные ожидаемым, он восхищенно воскликнул: "Я предвидел наиболее вероятный и логически оправданный факт, который мог бы представить себе всякий другой. А произошло прямо противоположное! Итак, я открыл абсолютно новое явление, важность которого пропорциональна его неожиданности" [цит. по: 16]. Индукция и дедукция Сколько чепухи говорится об индукции и дедукции! Одни объявляют себя приверженцами индукции, другие - дедукции, тогда как истинное призвание исследователя, такого, например, как Фарадей, состоит в том, чтобы соединить их. Джон Тиндаль Слова "индуктивный" и "дедуктивный" были бы вполне приемлемы, если бы мы пришли к единому мнению о том, что они означают. Большинство из нас назвали бы Бэкона приверженцем метода индуктивного рассуждения. Однако Меллор{36в} утверждает, что Фрэнсис Бэкон отдавал предпочтение дедуктивному методу, индуктивному же - Исаак Ньютон. Меллор рискует утверждать, что использованный Аристотелем метод был вновь открыт и сформулирован Фрэнсисом Бэконом в "Новом Органоне". Доведись Ф. Бэкону услышать это, он, по-видимому, был бы немало удивлен. Уайлдер Д. Банкрофт Индукция - это способ мышления от отдельного к общему, от детализации к обобщению. Дедукция же - это способ мышления от общего к частному или от всеобщего к отдельному. Нередко догматически утверждается, что в естественных науках допустимы лишь дедуктивные рассуждения, в то время как индуктивное мышление следует оставить философам. Указывается также на бесплодность дедуктивных рассуждений, поскольку они не способны привести к чему-либо новому. Должен признаться, что всегда относился к обеим этим точкам зрения как к чрезвычайно близоруким в теоретическом отношении - они никогда не применялись и никогда не смогут быть применены в практике биологических исследований. Хочу снова проиллюстрировать использование индуктивных и дедуктивных рассуждений на примере реальной проблемы, с которой я столкнулся в своей работе. Дезоксикортикостерон - это накапливающий натрий гормон надпочечника, или "минералокортикоид". Мы обнаружили, что при определенных экспериментальных условиях он тормозит противовоспалительное действие кортизола. Другой минералокортикоид, соединение "S" Рейхштейна, также тормозит это действие. Данный факт был подтвержден целым рядом опытов с использованием набора минералокортикоидных гормонов. Опираясь на проведенные наблюдения, мы путем индуктивного рассуждения пришли к обобщению, согласно которому минералокортикоиды подавляют соответствующие свойства кортизола. После того как был открыт "естественный минералокортикоидный" гормон альдостерон, мы решили выяснить, какими фармакологическими свойствами он может обладать. Лишь тогда нам удалось обратиться к дедуктивному рассуждению и осуществить переход от общего к частному. Мы допустили, что поскольку альдостерон - тоже минералокортикоид, то разумно было бы ожидать, что он обладает свойствами антикортизола. Опираясь только на это допущение, мы приняли решение проверить имеющиеся у нас несколько миллиграммов альдостерона именно на это действие а не проверять бесчисленное количество других свойств, которыми он мог бы обладать. В полном соответствии с нашей гипотезой оказалось, что альдостерон является антагонистом противовоспалительных гормонов. Последовательное пошаговое применение обоих способов мышления сначала было необходимо для того, чтобы выдвинуть "теорию антагонистического действия кортикоидов", а затем для того, чтобы проверить, будет ли "естественный минералокортикоид" обладать предсказуемыми свойствами. Но можно пойти еще дальше. Именно подобное сочетание индуктивного и дедуктивного способов мышления привело нас даже к постулированию связи кортикоидов с клиническими проявлениями ревматических заболеваний. Мы пришли к этому выводу только на основании опытов по лечению крыс дезоксикортикостероном, причем более чем за 6 лет до того, как первый страдающий ревматизмом пациент получил кортизон. Применение дедуктивного и -индуктивного способов мышления в биологии имеет определенные ограничения. Чем меньше число отдельных наблюдений, тем больше опасность неправильных обобщений. Данное обстоятельство в равной степени ограничивает применение как дедуктивного, так и индуктивного способов мышления. Когда первоначально не связанные между собой наблюдения организуются в определенную область науки, индукция и дедукция следуют друг за другом и зависят друг от друга, подобно тому как при ходьбе мы поочередно шагаем то левой, то правой ногой, и утверждать, что одна из них важнее другой, было бы нелепо. Возражение против индуктивного способа мышления на деле означает излишнее доверие к всеобщим законам. Для того чтобы вызвать доверие к себе, обобщение должно строиться на максимально возможном количестве наблюдений. Однако обобщения, сформулированные на основе ограниченного числа данных, имеют столько же шансов проявить себя в качестве универсального закона, сколько оказаться подспорьем при правильном построении дедуктивных выводов в новых конкретных условиях. Разумеется, такие дедуктивные рассуждения не могут быть приравнены к доказательству; их основная роль сводится к тому, чтобы выделить из бесконечного числа возможных экспериментов те немногие, которые стоит провести. Я вполне допускаю, что ученым, привыкшим к абстрактному мышлению, подобные соображения покажутся наивными, однако, судя по медицинской литературе, на практике они часто недооцениваются. С помощью чистой логики можно только установить, тождественны два объекта или нет. Однако, если последовательно придерживаться этого принципа, можно прийти к оценкам количественных, качественных и даже причинных отношений. И индуктивный, и дедуктивный методы мышления просто создают условия для сравнения и сопоставления частного и общего. Поэтому я не усматриваю между ними принципиального различия. Для меня обратный силлогизм - это все еще силлогизм. Я могу сказать: "Все бусины на нитке Х - металлические; эта бусина - на нитке X, следовательно, это металлическая бусина". Или же: "Эта бусина на нитке X; все бусины на нитке Х металлические, следовательно, эта бусина металлическая". Фактически экспериментальная работа основывается не на простых, а на условных силлогизмах. Мы говорим: "Если все глюкокортикоиды являются противовоспалительными кортикоидами и если кортизон - это глюкокортикоид, то кортизон является противовоспалительным кортикоидом". В биологии жесткие правила логики неприменимы, поскольку ни большая, ни меньшая посылки никогда не будут доказаны. Как задавать вопросы природе Я уже говорил, что всякое суждение строится на простом сравнении двух объектов, с тем чтобы установить, имеется ли между ними какая-либо связь. Мы должны выяснить, тождественны ли они, но ответить нам могут только "да" или "нет". Природа не болтлива, она просто утверждает либо отрицает. Наша задача - правильно формулировать вопросы. "Что такое стресс?" На этот вопрос Природа не может ответить "да" или "нет", следовательно, это бессмысленный вопрос. Когда мы спрашиваем время от времени: "Что будет, если...?" или "Что находится там-то и там-то?" Природа