Гуманитарные технологии Аналитический портал • ISSN 2310-1792

Анатолий Пископпель. Научная концепция: структура, генезис. Часть II. Опыт историко-методологической реконструкции генезиса внутридисциплинарных концепций. Глава 6. «Опыты» Г. Менделя

C начала XX столетия историческая судьба открытия законов наследственности (наследования) неизменно привлекает внимание историков науки, специалистов в области психологии и логики научного творчества. Тем не менее, и на сегодняшний день это, пожалуй, одно из наиболее тёмных мест в исторической картине науки нового времени. Это, впрочем, не удивительно. Ведь «количество историко-научных исследований, посвящённых Г. Менделю, не так уж и велико. Их список не превышает 1000 названий на всех языках мира, да и из этой 1000 работ большинство это небольшие заметки биографического характера, популярные изложения истории открытия Г. Менделя и работы по генетике, так или иначе осмысливающие место работ Менделя в истории биологии» (Шамин 1983, с. 147).

Связано это, прежде всего, с тем, что оно представляет собой слишком скудное поле для возделывания его методами эмпиристической истории науки. Менделевское наследие, в отличие от дарвиновского, не содержит ни записных книжек, ни дневников, ни рукописей, ни автобиографических материалов. Из всей его переписки несомненный интерес представляет лишь переписка с К. Негели. Никто прижизненно не изучал ни склада его личности, ни особенностей научного мировоззрения. Не оставили о нем воспоминаний и современники. Ведь при жизни он не стал исторической личностью, о коих оставляют подобные воспоминания. Каждое событие его жизни историкам науки приходилось и приходится устанавливать с огромным трудом и ухищрениями.

Тем не менее, изучение биографии Менделя принесло свои плоды и заставило пересмотреть многие устаревшие представления о нем как о дилетанте или учёном-самоучке. Выяснилось, что Мендель получил весьма основательное и разностороннее образование и был отнюдь не дилетантом в биологической науке, а скорее провинциальным учёным-одиночкой.

Он родился в 1822 году в деревне Хайнцендорф в австрийской Моравии в крестьянской семье. Учился сначала в местной деревенской школе, затем в четырёхклассном училище ближайшего городка Лейпника и в гимназии города Троппау. Из-за семейных финансовых трудностей продолжил образование в философской школе Ольмютца, готовясь стать преподавателем монастырской школы в Брюнне (наибольший интерес в школе он проявлял к физике). Для этого он становится в 1843 году послушником Старобрюннского монастыря, одновременно с 1845 года по 1849 год проходя обучение в церковной школе (здесь он изучает ряд древних языков, слушает лекции по сельскому хозяйству). В 1847 году Мендель посвящён в священники, в 1849 году становится преподавателем гимназии в Цнаймере.

Для завершения образования он направляется церковными властями в Венский университет, в котором и учится в 1851–1853-х годах на философском факультете (среди учебных курсов — экспериментальная физика, высшая математика, химия, зоология, ботаника, физиология, и так далее). Правда, получить диплом ему не удалось ни при первой сдаче экзаменов, ни при повторной (из-за болезни). Ведя уединенный образ жизни, он занимается астрономическими и метеорологическими наблюдениями, становится известным садоводом-любителем, членом местных любительских обществ — естествоиспытателей, агрономического, пчеловодческого и так далее. В 1854 году Мендель становится преподавателем физики и природоведения в Брюннском реальном училище и, живя в монастыре, начинает свои классические исследования по гибридизации растений в монастырском дворике. На эту биографическую канву и наносят историки и биографы Менделя новые, обнаруживаемые ими подробности его жизни и деятельности.

Большим подспорьем для историков и методологов науки стала серия «Folia mendeliana» (Brno), издающаяся с конца 1960-х годов и призванная собирать и систематизировать материалы, посвящённые становлению генетики. Но подавляющее большинство публикаций серии освещает «внешнюю» историю менделевского открытия, его научный и социокультурный контекст. Откуда же тогда ждать новых идей, способных пролить дополнительный свет на истоки и саму творческую лабораторию открытия законов наследования? Одним из возможных источников новых идей является, конечно, поиск рабочих материалов менделевского открытия, новых прямых и косвенных документальных свидетельств, других историко-научных фактов. Другим — сам текст классической статьи Менделя, казалось бы, вдоль и поперек изученной историками биологии.

Нам представляется, как бы это ни казалось парадоксальным на первый взгляд, что возможности использования текста статьи Менделя как исторического источника ещё далеко не исчерпаны. Но, для того, чтобы превратить эти возможности в действительность, необходимо выйти за рамки только историко-научного исследования и более активно использовать другие, дополнительные подходы к анализу механизмов и результатов научного творчества и, прежде всего, концептуальные средства современной логики и методологии науки.

6.1. Два «сценария» менделевского открытия

Гибридизация — искусственное опыление цветков одних растений пыльцой с других — стала регулярно практиковаться в растениеводстве после открытия Камерариусом в конце XVII века полового способа размножения у растений. С начала XVIII века начинаются более или менее регулярные наблюдения за процессом оплодотворения и результатами скрещивания учёными-биологами и выведение с помощью гибридизации новых сортов культурных растений специалистами-садоводами.

Прошедшие вслед за тем полтора века наблюдений за результатами «естественных» и «искусственных» скрещиваний имели исключительно экстенсивный характер. Характерный пример биологических исследований этого периода — деятельность крупнейшего гибридизатора XIX века К. Ф. Гэртнера, который провёл более 10 тысяч опытов по скрещиванию растений, относящихся к 700 видам, и получил более 250 различных гибридных форм. Такое разнообразие растительного материала в сочетании с сугубо эмпирической оснащённостью опытов лишь языком наблюдений обусловили и чрезвычайное разнообразие протокольно зафиксированных «явлений гибридности», и противоречивый характер выявленных таким путём эмпирических «закономерностей». Обилие противоречий в описании подобного рода результатов породило в определённых кругах биологов сомнения в реальности существования полов у растений, а Прусская академия наук в 1819 году объявила даже в связи с этим конкурс на тему: «Существует ли в царстве растений бастардное оплодотворение?»

Даже работы О. Сажрэ и Ш. Нодэна, особо выделяемых историками биологии в качестве двух непосредственных предшественников Менделя, в основном и целом располагались в том же русле.

Сажрэ — выдающийся агроном, садовод и плодовод составил резюме 15-летних опытов искусственного оплодотворения и наблюдений за естественным оплодотворением растений 114. Его работа не была описанием решения какой-нибудь определённой задачи, выполненной по заранее разработанной программе. Скорее наоборот, он свел в один текст результаты наблюдений и опытов, выполненных с разной целью и объединённых только тем, что в них использовался гибридный материал.

Работа Ш. Нодэна имела, на первый взгляд, иной характер, так как была представлена на конкурс Парижской Академии (и получила на нём первую премию) 115.

Только на первый взгляд потому, что работа Нодэна над проблемами гибридизации была им начата на 8 лет раньше объявленного конкурса и проводилась явно с иных исследовательских позиций и для решения иных задач, нежели предложенные академией. Просто Нодэн, получив уже свои основные результаты, провёл их новый анализ (анализ результатов 46 опытов по скрещиванию различных растений) в свете вопросов, поставленных академией и сформулировал следовавшие из этих результатов ответы 116. Сама же его исследовательская позиция и задача может быть огрублённо представлена в таком виде: исследовать явление гибридности у растений, изучая как можно больше индивидуумов одного происхождения и во всех модификациях, к которым склонны гибридные формы 117.

Тем самым и Сажрэ, и Нодэн мыслили свою задачу в отношении проблем гибридизации чрезвычайно широко и неопределённо (более того, в явном виде они нигде её даже не сформулировали). Эта задача была так или иначе связана с широко обсуждавшейся тогда проблемой видовых различий. Понятие вида, введённое в систематике, страдало описательностью, которая породила многолетние дискуссии. В частности, объявленный Парижской Академией конкурс как раз и имел в виду разрешение этой проблемы.

В отличие от работ и текстов Сажрэ и Нодэна работа Менделя представляет собой целостное исследование, предпринятое для решения одной, вполне определённой задачи и выполненное в рамках вполне определённой исследовательской позиции.

Статья Менделя «Опыты над растительными гибридами» справедливо оценивается как выдающееся достижение научной мысли. Таковой она является независимо от того, какова её реальная роль в деле формирования генетики как науки 118. Неудивительно, поэтому, то внимание, которое оказывалось и оказывается этой работе после вторичного её «открытия». К тексту этой работы историками биологии составлены подробные комментарии. Её содержание воспроизводится почти в каждой общей монографии по генетике и тем самым вторично, рефлексивно она в историю генетики включена и заняла в ней своё особое место. И если, тем самым, историко-научное значение этой работы определено, то смысл и значение её для логики и психологии науки и научного творчества во многом ещё только предстоит установить.

Многочисленные трудности, стоящие на пути изучения этого текста как материала для реконструкции породившего его мыслительного процесса, хорошо известны. Во многом они связаны с тем, что основная научная публикация Менделя, размером с журнальную статью, подытоживала десятилетие работы пионера генетики над проблемой наследования (гибридизации) у растений. Основные сведения о мотивах, побудивших его, садовода-любителя заняться на свой страх и риск этой проблемой, о методе исследования и концептуальных его средствах, порядке проведения экспериментов, и так далее — черпаются, в основном, из текста самой статьи. А между тем, она, как и всякая первичная научная публикация, ориентирована, прежде всего, коммуникационно-дидактически. Тем более, что сама статья представляет собой конспект двух докладов Менделя в Брюннском обществе естествоиспытателей (1865 год).

Поэтому, первоочерёдным вопросом любого исследования менделевского творчества становится вопрос о том, в какой мере и в какой степени и форме отражен в тексте статьи сам процесс этого творчества, действительная история научных исканий законов наследования?

Центральный стержень всей статьи, как известно, составляет описание хода и результатов опытных исследований гибридизации различных сортов (разновидностей) садового гороха (pisum) 119. Согласно описанию самого Менделя, это исследование включало одну предварительную серию, в ходе которой был отобран опытный материал, и две основных, состоявшие из отдельных опытов. Причём, если одна из основных серий была построена по «опытной» схеме, в ходе реализации которой результаты гибридизации только фиксировались («прямое» скрещивание), то другая, по «экспериментальной» — ей предшествовало описание теоретической схемы (теории) гаметных отношений при гибридизации. Сама же серия описывалась как экспериментальная верификация определённого теоретического прогноза («возвратное» скрещивание).

Каждая из основных серий продолжалась несколько лет и их последовательность, казалось, могла бы служить своеобразной «системой координат» всей работы Менделя. Однако в известных специалистам источниках нет датировки проведения отдельных серий. Есть лишь одно общее указание Менделя (во втором его письме К. Негели), что «опыты… проводились с 1856 по 1863 гг». (Письма…, 1965, с. 60). Существующие же к настоящему времени датировки их проведения устанавливаются по ряду косвенных соображений (см. Folia mendeliana, 1965–1986 годы, Brno). В самом же тексте статьи основные серии описаны в определённом порядке: сначала серия с «прямым» скрещиванием, а затем с «возвратным».

Какой же была последовательность серий в самой опытной работе Менделя? Различие в ответах на этот кардинальный вопрос привело к двум «сценариям» менделевского открытия.

В ранних историко-научных работах, посвящённых открытию Менделя, последовательность их описания в тексте непосредственно отождествлялась с событийной последовательностью самих серий. Это отождествление и легло в основание первого традиционного «сценария». Согласно ему, Мендель шёл к своему открытию обычным для естествоиспытателя своего времени путём. Сначала поставил «многочисленные» опыты первой серии с горохом. В ходе их «обнаружил» закономерности появления гибридных форм. Потом «обобщил» выявленные закономерности в теоретическую схему и сформулировал гипотезу. Затем «проверил» гипотезу во второй серии и убедился в её истинности. И наконец, распространил полученные результаты на другие виды растений.

Традиционный сценарий с начала века и до конца 1930-х годов не подвергался сколько-нибудь серьёзному сомнению, хотя почти в каждом его пункте нетрудно было обнаружить как совпадение, так и отчасти несовпадение с содержанием описанной Менделем работы над проблемой гибридизации растений: и опыты были как раз немногочисленными (по сравнению с классическими гибридологическими исследованиями), и опытные растения подбирались в соответствии с определёнными предпосылками, и «обнаружил» Мендель в результатах своего исследования определённые закономерности скорее всего только потому, что заранее ожидал их проявление, и так далее. Да и весь дух его пионерской работы совершенно не соответствовал традиционному облику чисто эмпирического биологического исследования.

Зато этот «сценарий» как нельзя лучше вписывался в позитивно-индуктивистскую схему (представление) развития научно-теоретического знания и явно создавался под её влиянием. Но такое представление претворено не только в «сценарии», его можно обнаружить и в тексте самой статьи Менделя — в той мере, в какой он принадлежит «контексту обоснования», а не «контексту открытия» законов наследования. Ведь подобное представление, как для своего времени доминирующее, не могло не наложить своего отпечатка на авторскую рефлексию своей исследовательской деятельности. Но за пределами этого взаимоотражения текста работы Менделя и традиционного «сценария» их расхождение становится заметным.

Уже в одной из первых последовательных попыток реконструкции менделевских опытов Р. А. Фишер (R. A. Fisher, 1936) установил неполноту их описания, связанную именно с коммуникационно-дидактическим характером текста статьи (доклада). Он же, фактически, одним из первых поставил под сомнение представление о чисто индуктивном характере менделевских исследований, хотя предложенная им датировка серий и соответствовала последовательности их описания в тексте менделевской работы. Эта статья Р. А. Фишера стимулировала становление второго, альтернативного сценария менделевского открытия. Законченную форму второй сценарий приобрёл в работе В. Орела (Orel 1971).

Согласно его точке зрения, «представляется невероятным, чтобы эксперименты по гибридизации растений предшествовали экспериментам с предсказанием гаметных соотношений». Более вероятным, для В. Орела, представляется, что, после того как Мендель пришёл к теории гаметных соотношений, он «спланировал свою программу гибридизации форм гороха, отличающихся в одном или более признаках, чтобы продемонстрировать, как работает его идея. Однако, из дидактических соображений, он сначала описал свои моно-, ди-, и три- полигибридные эксперименты, исходя из того, что именно такая последовательность более понятна для его слушателей» (Orel 1971, с. 59).

Таким образом, В. Орел фактически противопоставляет «контекст обоснования» и «контекст открытия», реальную последовательность опытов и их описание в тексте. Настаивая на реверсивной последовательности экспериментальных серий, он явно отдает предпочтение гипотетико-дедуктивной схеме развития научно-теоретического знания.

Если исходить из основного предположения второго «сценария», то есть из предположения, что схема гаметных отношений составляла сам источник менделевской работы, то легко объяснить и методическую организацию, и результаты экспериментов с горохом. Однако в этом случае теоретическая схема, которая все объясняет, сама остаётся необъяснённой и её становление приходится искать за пределами работы Менделя над гибридизацией растений. Это и делает В. Орел, предполагая, что уже в бытность свою студентом университета «в своих раздумьях при изучении литературы он и должен был прийти к гениальному выводу о парности материальных носителей наследственности, которые контролируют поведение того или иного признака, и разработал идею, чтобы затем с помощью эксперимента, как это делается в физике, или доказать свою гипотезу, или опровергнуть ее» (Орел 1972, с. 73). Такое сильное предположение трудно опровергнуть, но так же трудно доказать. Более того, оно противоречит самому тексту и смыслу менделевской работы, что мы и попытаемся продемонстрировать в дальнейшем.

Какой же из двух альтернативных «сценариев» и связанных с ним объяснительных принципов обладает большим «индексом реальности» и, следовательно, может в первую очередь претендовать на адекватное воспроизведение творческой истории менделевского открытия? Ответ на подобный вопрос можно попытаться отыскать, анализируя сам текст статьи.

Прежде всего, следует отметить, что в тексте статьи, после описания опытов с полигибридными скрещиваниями, сам Мендель недвусмысленно указал: «результаты, к которым привели вышеописанные опыты, побудили к дальнейшим исследованиям, которые в случае успеха должны дать объяснение свойств (женских) зачатковых и пыльцевых клеток гибридов» (Мендель 1968, с. 121). Тем самым, есть почти прямое указание Менделя о реальной последовательности серий. Обратимся к форме текста. В нём легко выделить две, по-разному оформленные как в концептуальном, так и в стилистическом отношении части: описательную и объяснительную. Организация, условия проведения и результаты первой серии опытов воспроизведены на языке «константно различающихся признаков», а второй — на языке «задатков» («факторов»), которые в половых клетках растений соответствуют этим признакам. Причём, как для описания результатов серий, так и для их интерпретации Мендель использовал и естественный язык, и язык введённых им искусственных (алгебраических) символов. Соответственно, и семиотические модели, построенные из этих символов, в разных частях статьи носят одни описательный, а другие объяснительный характер.

Каковы же отношения между ними? Отвечая на этот вопрос, необходимо учитывать ряд обстоятельств.

  • Во-первых, описательные модели отражают результаты опытов в непосредственной форме.

  • Во-вторых, язык описательных моделей — это язык методической схемы менделевских экспериментов.

  • В-третьих, описательные модели дефициентны (недостаточны) выражаемому через них содержанию, так как описывают наследование признаков, которые в точном смысле слова не наследуются.

  • И, наконец, в-четвёртых, объяснительные модели венчают все менделевское исследование и выражают основную суть всей его работы.

    Если исходить из идеи приоритета теоретической схемы гаметных соотношений, то следовало бы признать, что объяснительные модели предшествовали описательным. Но это означало бы, что Мендель из дидактических соображений не только изменил (в изложении) порядок серий, но и ввёл менее адекватные уже известной ему «природе» изучаемых явлений модельные средства — специально в целях изображения второй серии своих опытов в качестве первой.

    В этом случае речь уже должна идти не о дидактике, а о введении слушателей в заблуждение, о создании искаженного представления о своей работе.

    Таким образом, на наш взгляд, есть определённые основания полагать, что первая из описанных в тексте статьи Менделя серий была действительно первой и в ходе самого исследования, то есть признать здесь приоритет первого, традиционного сценария. Но, в то же время, представляется точно так же бесспорным, что основной тезис второго сценария, согласно которому исследование Менделя (внутренний строй которого смыкается с работами физико-математического цикла) в своей основе обусловлено гипотетико-дедуктивным подходом к проблеме наследования (гибридизации).

    Разрешить это противоречие можно лишь в рамках нового, третьего «сценария» менделевского открытия, совмещающего сильные стороны двух остальных. Этот «сценарий», прежде всего, должен дать ответ на вопрос: если в основе работы Менделя не лежала (как предполагает этот «сценарий») схема гаметных отношений, то что же её могло заменить?

    6.2. Константно различающиеся признаки растений

    Два года потратил Мендель чтобы отобрать растительный материал для последующих опытов. На этом материале и были проведены все его классические исследования. Можно ли было собрать такой опытный фонд, не имея заранее намеченной исследовательской программы, определённого гипотетического представления о развитии гибридов, которое бы предстояло эмпирически верифицировать? Думается, на подобный вопрос следует ответить отрицательно, если учесть «железную» логику менделевских исследований. Это было ясно уже Р. А. Фишеру, который, анализируя организацию экспериментов с горохом, пришёл к заключению, что Мендель заранее хорошо знал, какие результаты следует от них ожидать (Fisher 1936). В то же время, в самом тексте статьи нет прямого упоминания о программе, которая с самого начала могла бы направлять дальнейшие поиски. Однако центральный пункт такой программы, цель всего исследования, заявлена вполне определённо: это установление «всеобщего закона образования и развития гибридов» (Мендель 1968, с. 105). В то время как классические гибридологические исследования проводились, как известно, для решения других проблем сначала проблемы пола, а затем вида у растений. Следы исследовательской программы можно попытаться обнаружить в тех принципах, которыми руководствовался Мендель, отбирая растительный материал для опытов.

    Он был отобран, исходя из того, что «опытные растения должны непременно:

    • обладать константно различающимися признаками;
    • гибриды их должны быть или сами защищены во время цветения от влияния чужеродной пыльцы, или могут быть легко защищены;
    • гибриды и их потомки в последовательных поколениях не должны страдать никаким нарушением плодовитости» (Мендель 1968, с. 106).

    При всей важности всех трёх выдвинутых принципов, первому из них суждено было сыграть особую роль в ходе всего исследования. Известный историк биологии А. Е. Гайсинович предельно выразительно сформулировал возникающую в связи с ним дилемму: с одной стороны, понятиеконстантно различающихся признаков (КР-признаков) «является существеннейшим понятием, сыгравшим решающую роль в обнаружении Менделем закономерностей наследования», а с другой, «в то же время очень шатким и неопределённым» (Гайсинович 1968, с. 163). Эта характеристика по сути дела подчёркивает, что в лице КР-признаков мы имеем дело с операционально-действенным средством самой работы, а не только со средством оформления её результатов в тексте статьи. Другими словами, есть определённые основания видеть именно здесь реальный источник всей работы Менделя над проблемами гибридиза­ции.

    Первоначально понятие КР-признаков появляется в тексте статьи как узловое методическое средство исследовательского подхода. Но при описании проведённых эмпирических исследований происходит объективация его содержания в качестве объекта изучения и предмета отнесения обобщённо-эмпирических знаний («закон развития гибридов»), то есть в качестве идеализованного объекта изучения первой опытной серии. Отсюда и неопределённость его концептуального статуса.

    Современная методология науки различает в развитой научно-теоретической дисциплине три основных уровня и соответствующих им типа идеализованных объектов знания: идеальные объекты (научных картин мира ), абстрактные объекты (теоретических схем) и эмпирические объекты (экспериментальных ситуаций).

    Какого же типа объект эксплицируется с помощью понятия КР-признаков?

    Методическая организация экспериментов создаётся, исходя из определённого, хотя и не всегда отрефлектированного, представления об изучаемом явлении и призвана обеспечить фиксацию особенностей его проявления в чистом виде. Схематизируя методическую организацию менделевских экспериментов, можно поставить им в соответствие определённую предметно-онтологическую интерпретацию понятия КР-признаков.

    Основная функция эмпирических объектов, как особого рода научно-познавательных абстракций, связана с включением объектов реального опыта в познавательную ситуацию. Обеспечение отбора растительного материала для последующей гибридизации — вот та исходная роль, которую играет понятие КР-признаков в менделевском исследовании. В этом случае они суть признаки растений способных к скрещиванию, устойчиво сохраняющих в потомстве различия между видами (разновидностями) при дальнейшем самоопылении. Руководствуясь подобным представлением, Мендель отобрал, например, для отдельных опытов первый серии сорта (разновидности) гороха, попарно различающиеся формой зрелых семян, окраской семенной кожуры, расположением цветов, длиной оси и так далее.

    Однако, эмпирическое содержание понятия КР-признаков ещё не определяет саму организацию опытов. Ведь Мендель, в отличие от предшественников, однозначно фиксировал форму и генезис каждого гибридного растения в отдельности и устанавливал количественное распределение потомства по разным формам в каждом поколении (охваченном опытами). Это обстоятельство явно свидетельствует, что КР-признаки выступают у него и в роли абстрактных объектов, ориентированных на определённую теоретическую схему.

    Особенно выпукло двойственный характер содержания КР-признаков обнаруживается тогда, когда Мендель от описания экспериментов с горохом переходит к объяснению причин наблюдаемого при гибридизации разнообразия окраски цветов (окраска — эмпирический объект). Причину этого явления он объясняет тем, что «окраска цветов… состоит из двух или нескольких совершенно самостоятельных окрасок, которые ведут себя совершенно так же, как любой другой константный признак» (окраска — абстрактный объект) у растений (Мендель 1968, с. 130).

    Особенностью предполагаемой теоретической схемы является несовместимость

    КР-признаков. Отношения между этими признаками таковы, что логически немыслимо, а онтологически невозможно существование объекта, обладающего такими признаками одновременно (Г. Де. Фриз назвал их позже признаки-антагонисты).

    В схеме гибридизации носителем каждого из КР-признаков выступает одно из родительских растений. Наследование представляет собой передачу признаков родителей потомству. Несовместимость признаков предполагает их неделимость в процессе размножения, в силу которой растительный организм может обладать только одним из пары КР-признаков.

    Легко видеть, что такая схема имеет в виду вполне определённый тип онтологической картины явлений наследования (картины генезиса органического мира). Из альтернативных друг другу, конкурирующих в биологии XVIII–XIX веков картин слитного и корпускулярного (константного) наследования потомками особенностей родительских форм, она однозначно ориентированна лишь на одну из них — корпускулярную. С этим обстоятельством связана ещё одна роль сыгранная понятием КР-признаков. Они проявили себя и в роли определённого идеального объекта, репрезентируя единицу наследования, образованную парой антагонистических признаков, наследование которых зависит от них самих и не зависит от других особенностей родительских организмов.

    Таким образом, неоднозначность понятия КР-признаков коренится в принципиально синкретическом характере его внутреннего содержания. Любой первичной, особенно фундаментальной научно-познавательной абстракции свойственна такая синкретичность и связанное с ней противоречие между объективным содержанием и рефлексивно определённой формой его выражения. Если такая первичная абстракция демонстрирует в дальнейшем свою продуктивность, то такое противоречие становится источником и движущей силой её дальнейшего развития и внешнего (эмпирического) оправдания. Лишний пример чему само менделевское исследование (понятие «задатка»).

    Предпосылочный характер понятия КР-признаков заставляет искать соответствующий ему принцип идеализации за пределами самого по себе эмпирического исследования. Основой нового подхода к явлению наследования стало представление растительного организма актуально состоящим из ряда отдельных, относительно самостоятельных признаков, определяющих его форму и передающихся по наследству. В рамках такого представления понятие признак впервые последовательно и однозначно рассматривалось как выражающее предметно-логическое, а не логико-классификационное содержание (как это было, например, в систематике).

    По собственному признанию Менделя, в основу методической схемы опытов он положил следующее наблюдение: «как показывают многочисленные опыты, общие признаки переходят неизменными к гибридам и их потомкам; напротив, каждая различающаяся пара признаков соединяется в новый признак, который подвергается обыкновенно изменениям» (Мендель 1968, с. 108).

    Что же это за «многочисленные опыты?»

    На эту роль, очевидно, в последнюю очередь могут претендовать те «неустойчивые и неопределённые» (по отзыву Менделя) результаты, к которым пришли признанные авторитеты в области исследования гибридов. В своей статье Мендель неоднократно ссылается на своих предшественников, но, по мнению историков генетики (V. Orel, F. Weiling), на его работу мог оказать реальное влияние только один из них К. Ф. Гэртнер (Gartner 1849), книгу которого он штудировал в венском университете (Orel 1971; Weiling 1971). Судя по пометкам Менделя на полях книги К. Ф. Гэртнера, знакомство с ней натолкнуло его на саму мысль заняться исследованиями гибридизации на материале разновидностей гороха (в книге подчёркнуты Менделем ссылки на работы Госса (Goss) и Сетона (Seton), изучавших гибриды гороха), но не могло повлиять на идейно-теоретическую основу менделевского подхода (Орел 1972).

    Здесь самое время обратить внимание на ту черту, которая отличала исследовательский подход Менделя от традиционного, но была присуща научной деятельности и другого великого биолога XIX века Ч. Дарвина. Этой чертой является включение в научный обиход результатов сложившейся, предметно-практической деятельности человека в области животноводства и растениеводства. Текст статьи демонстрирует, что для пояснения смысла и значения полученных результатов Мендель практически не апелирует к работам учёных предшественников. Наоборот, их результаты истолковываются им в свете собственных исследований. Апеллирует же он прежде всего к опыту садоводов, выводящих новые сорта декоративных растений. Поэтому, говоря о «многочисленных опытах», Мендель скорее всего, имел в виду практику выведения новых сортов культурных растений путём гибридизации, широко распространённую в Моравии (Orel 1977).

    Основательность подобного гипотетического суждения может быть подтверждена сравнением того, что писал о «многочисленных опытах» Мендель с описанием методической схемы гибридизации в фундаментальном труде Ф. Дибла (Diebl 1835), одного из учителей Менделя, на лекциях которого он и познакомился с богатой моравской селекционной практикой. «Искусственное или гибридное оплодотворение между растениями двух различных сортов или пород, писал Дибл, не отличающихся друг от друга в существенных свойствах и различающихся лишь немного в менее существенных, часто применяется в садоводстве с той целью, чтобы этим путём получить разнообразие корней, клубней, цветов или плодов, или же разновидностей» (цит. по: Орел 1977).

    Связано же это было с тем кардинальным обстоятельством, что именно для практики выведения новых сортов характерно предметно-практическое выделение отдельных признаков (свойств, удовлетворяющих пищевые, эстетические, другие потребности человека). Оперирование отдельными признаками (то есть приобретение желательных и устранение нежелательных) путём скрещивания, как отдельными наследуемыми единицами, передающимися потомству, создаёт определённые предпосылки для их дальнейшей объектно-онтологической интерпретации. Оно же лежит фактически в основе языка и методической схемы опытов Менделя.

    Недаром Мендель сам был опытным садоводом-любителем и в тексте не раз указывает, прежде всего, на опыт разведения декоративных цветов, где получение новых разновидностей в окраске (отдельный признак) является, чаще всего, предметом и целью скрещивания 120. Здесь же стоит вспомнить, что из того же источника черпал свои аргументы и Дарвин, когда, доказывая факт изменчивости, демонстрировал, что любая особенность культурных растений или животных, удовлетворяющая ту или иную потребность человека, обнаруживает и наибольшую изменчивость.

    В пользу такого происхождения понятия КР-признаков свидетельствует и опыт современной логики и методологии науки. Одним из её результатов, полученных на широком историко-научном материале, стал вывод, что «в период становления науки, системы идеальных объектов, представляющие в познании устойчивые свойства и связи объективной действительности, формировались путём схематизации взаимодействий реально осуществляемых в практике эпохи» (Стёпин 1973, с. 210).

    Тем самым, у нас есть определённые основания полагать, что именно «путем схематизации взаимодействий, осуществляемых в практике эпохи» (в данном случае практики садоводов-гибридизаторов), то есть объективно воспользовавшись оестествлением гибридизаторской практики как принципом идеализации явлений наследования, Мендель и пришёл к понятию константно различающихся признаков и через него к методической схеме опытов, открывших дорогу экспериментальным исследованиям этого явления.

    6.3. Закон развития гибридов и его модельное выражение

    Согласно тексту статьи задачей первой опытной серии менделевских исследований было обнаружить «изменения для каждой пары различающихся признаков и установить закон, по которому они переходят в следующих друг за другом поколениях» (Мендель 1968, с. 108) 121.

    В первом поколении, как известно, все гибридные растения от каждой пары родительских форм были внешне идентичны и обладали только одним из пары КР-признаков. Этот признак Мендель назвал доминирующим. Оппонентный (антагонистический) ему признак получил название рецессивный, так как он «исчезал» в первом поколении гибридов.

    Во всех последующих поколениях встречались только три формы растений (различие форм устанавливалось здесь в отношении КР-признаков). Первая из них обладала рецессивным признаком, оставаясь затем во всех последующих поколениях константной. Вторая обладала доминирующим признаком и при размножении давала растения только с доминирующим признаком, оставаясь так же в последующих поколениях константной. И, наконец, третья форма обладала в первом поколении доминирующим признаком, но при дальнейшем размножении давала растения как с доминирующим, так и с рецессивным признаком. Другими словами, две формы гибридов были тождественными исходным, а одна оказывалась гибридной. Для различения второй и третьей формы Мендель ввёл понятие доминирующего исходного признака и доминирующего гибридного. Для потомков растений с доминирующим гибридным признаком он эмпирически установил инвариантное (от порядка поколения) соотношение: среди них на два растения с гибридным доминирующим признаком приходится (в среднем) одно с доминирующим исходным (константным) признаком и одно с рецессивным исходным (константным) признаком. то есть это потомство распределяется по тем же трём формам в отношении 2:1: 1.

    Тем самым Мендель установил инвариантное соотношение трёх форм потомства гибридов «закон развития каждой пары различающихся признаков» (Мендель 1968, с. 117) 122.

    Первая семиотическая модель (алгебраическое выражение) в тексте статьи появляется для фиксации эмпирически найденного Менделем «закона». «Если обозначить через A один из пары константных признаков, например доминирующий, через a рецессивный и Аа гибридную форму, в которой оба признака соединяются, то получится выражение: А + 2Аа + а обозначающее ряд развития… для каждой пары различающихся признаков» (Мендель 1968, с. 116).

    Из того обстоятельства, что в тексте статьи подобная описательная модель ряда развития впервые встречается при обсуждении Менделем результатов первого опыта первый серии, в принципе не следует, что таков же был порядок её появления в ходе самого исследования. Скорее наоборот, есть определённые основания считать, что в ходе самой творческой работы Менделя потребность в специальном символическом языке и модельном представлении процесса гибридизации возникла в ходе организации второго опыта первый серии. Ведь даже в самом тексте проведение и результаты первого опыта Мендель описал сначала полностью вербально и только потом ввёл символические обозначения и зафиксировал «закон развития» в виде формального алгебраического выражения. Проведение же и результаты второго опыта уже с самого начала описываются с использованием введённых символов. Связано это с тем обстоятельством, что, если в первом опыте необходимо было различать только 3 гибридные формы (одна пара КР-признаков), то во втором уже 9 (две пары КР-признаков) и 27 (три пары КР-признаков). Ясно, что в последнем случае при организации и чисто вербальном описании эмпирических исследований неизбежно должны были возникнуть серьёзные трудности, стимулирующие введение и применение специальных семиотических средств.

    Таким образом, можно полагать, что символические изображения появились как средства организации и протоколирования результатов полигибридных опытов и только в дальнейшем взяли на себя и функцию моделирования (представления и замещения) процесса гибридизации (ряда развития).

    В тексте статьи Мендель показывает, что все эмпирически выявленные во втором опыте первый серии формы гибридных растений, различающихся 2-мя и 3-мя КР-признаками, могут быть получены чисто теоретически (формально) умножением рядов развития, соответствующих пар КР-признаков.

    Так, обсуждая результаты скрещивания форм гороха с двумя парами КР-признаков (АВ — пыльцевое, ав — семенное растение), Мендель показывает, что «потомки гибридов, в которых соединены двояко различающиеся признаки получаются по формуле АВ + Ав + аВ + ав + 2АВв + 2аВв + 2АаВ + 2Аав + 4АавВв. Этот ряд представляет собой бесспорно комбинационный ряд, в котором связаны почленно оба ряда развития для признаков А и а, В и в. Полное число членов ряда получается комбинированием выражений: А + 2Аа + а и В + 2Вв + в» (Мендель 1968, с. 118–119).

    Тем самым, в ходе исследования обнаружилась несомненная продуктивность описательной модели закона развития. Образование комбинационного ряда прямое доказательство независимости поведения различных пар КР-признаков друг от друга.

    Знаками A и a Мендель обозначает сначала оппонентные признаки. Но в описательной модели это уже и обозначение самих растительных форм, отличающихся только в рамках такой пары признаков. Более того, единичный символ это одновременно и указание на константность формы в потомстве. Если при вербальном описании Мендель только отмечает познавательно-операциональную близость гибридных растений и исходных форм, то в самой модели они уже полностью отождествлены (онтологически) за счёт обозначения одним и тем же символом.

    Тем самым, описательная модель становится средством идеализации (теоретизации) результатов эмпирического исследования.

    Ещё более сложный характер сопоставлений обнаруживается за обозначением доминирующего гибридного признака (формы) Аа. То, что Мендель выбрал составной знак, объединяющий символы доминирующего и рецессивного признаков не случайно. В нём формально выражены две эмпирические особенности гибридной формы. Во-первых, то, что в ней «оба признака соединяются» (Мендель 1968, с. 116). Во-вторых, то, что в последующих поколениях, наряду с гибридной, появляются и константные формы (то есть сохранность отдельных признаков в процессе наследования) 123.

    Но, в итоге, объективное содержание описательной модели гибридной формы вышло за пределы наблюдаемого отношения между признаками, ибо формально-логически гибридное растение оказалось обладателем сразу двух членов пары КР-признаков. Согласно же исходному представлению КР-признаки (как квазиидеальный объект исследования) это такие признаки, которыми растительный организм одновременно обладать не может, то есть признаки несовместимые.

    Следовательно, несмотря на продуктивность, описательная модель оказывается дефициентной (внутренне противоречивой).

    6.4. Объяснительная модель развития гибридов

    Первая часть менделевской статьи завершается обобщением, согласно которому «потомки гибридов, соединяющие в себе несколько существенно различных признаков, представляют собой члены комбинационного ряда, в котором соединены ряды развития каждой пары различающихся признаков» (Мендель 1968, с. 121).

    Описанная в этой части работа Менделя над проблемой гибридизации, представлена организованной и проведённой как индуктивное исследование процесса передачи КР-признаков от родителей к потомкам.

    Совсем иной характер у второй части, содержащей лишь один раздел — «Половые клетки гибридов». «Результаты, — начинает его Мендель — к которым привели вышеописанные опыты побудили к дальнейшим исследованиям, которые в случае успеха должны дать объяснение свойств (женских) зачатковых… и пыльцевых клеток гибридов» (Мендель 1968, с. 121). В тексте статьи эти исследования описаны как построенные и проведённые на дедуктивно-гипотетической основе.

    В целом текст этого раздела построен следующим образом. Сначала излагается теоретическая схема образования зачатковых и пыльцевых клеток у гибридов, содержащих «факторы» («задатки»), соответствующие КР-признакам. Затем, дедуктивно из неё выводятся следствия к которым должно привести скрещивание гибридной формы с исходными (родительскими) формами. Вслед за этим описываются результаты второй серии, призванной верифицировать сделанные предсказания. И, наконец, заканчивается раздел теоретическим истолкованием закона развития гибридов на структурной объяснительной модели.

    То, что Мендель во второй серии опытов шёл от теоретической схемы к её верификации, вряд ли подлежит сомнению. Каким же путём он пришёл к самой теоретической схеме?

    Ответ на этот кардинальный вопрос можно попытаться найти, отправляясь от изложения Менделем решения задачи теоретического обоснования эмпирических исследований. В свете различения контекстов «обоснования» и «открытия» законов наследования это изложение следует отнести в первую очередь к контексту их обоснования (на что указывает и гипотетико-дедуктивный характер изложения). Смысл и значение подобных логико-теоретических построений обнаруживается в полной мере в том решении, к которому они в итоге приводят, тем более, что и решаются такие задачи всегда с конца (контекст «открытия»). В конце же раздела Мендель демонстрирует, что введённых им теоретических средств достаточно, чтобы показать идентичность описательной модели «закона развития» её теоретическому аналогу. Завершается же он известным равенством:

    где в правой части содержится «закон развития», выраженный на языке КР-признаков, а в левой на языке факторов пыльцевых и зачатковых клеток «формы A и a». Левое выражение объясняет не обходимость (закономерность) полученного эмпирическим путём правого выражения.

    Таким образом, если следовать логике указанного противопоставления, то на венчающее контекст обоснования «равенство» можно взглянуть не как на конечную, а наоборот, как на исходную точку теоретического объяснения «закона развития» гибридов в самой творческой работе Менделя.

    Дефициентность описательной модели мы будем рассматривать, в свою очередь, в качестве того движущего противоречия, разрешение которого потребовало перехода к разработке объяснительной модели процесса наследования — то есть в качестве объяснительного принципа нашего анализа.

    Можно ли выявить аргументы в пользу такого представления в самом тексте менделевской статьи?

    Следует отметить, что, несмотря на наличие четырёх членов в объяснительной модели, указанное равенство устанавливает соответствие между изображениями всего трех различных форм потомства гибридов, поскольку сам Мендель установил тождество зачатковых и пыльцевых клеток в процессе размножения

    Чтобы сделать соответствие более наглядным, можно записать объяснительную модель в той форме, которую она приняла в классической генетике. Тогда это равенство примет вид: АА + 2Аа + аа = А + 2Аа + а.

    Каждая из трёх растительных форм изображена дважды. Причём, если константные формы в объяснительной и описательной модели отображены по-разному, то обращает на себя внимание совпадение выражений для гибридной формы (подчёркнуто нами). То, что мы изменили форму менделевской записи несущественно для самой структуры изображения. В какой мере такое совпадение случайно?

    Мы уже отмечали, что объективное содержание знака гибридной формы (признака) в описательной модели внутренне противоречиво: согласно ему один и тот же организм оказался обладателем сразу двух членов пары КР-признаков 124. В этом случае отмеченное совпадение демонстрирует, что в описательной модели, в превращённой форме, содержится по сути дела составляющая объяснительной модели. Ведь понимание содержания знака Аа как сочетания КР-признаков в гибридной форме фактически объясняет появление признака a у потомков гибрида, обладавшего (фенотипически) только признаком A. Тем самым объективно внутренне противоречивое представление гибридной формы в описательной модели в виде Аа было уже шагом в сторону объяснительной модели. В свою очередь, как сам этот шаг, так и внутренне присущая ему ограниченность обусловливались исследовательской установкой на выражение в описательной модели (то есть на языке КР-признаков) не столько фенотипических, сколько генотипических отношений в процессе наследования.

    Мендель не ограничился только эмпирическим исследованием гибридов и гибридизации, а перешёл к плану теоретического обоснования полученных результатов. Этот переход в значительной степени определила его мировоззренческая ориентация на методологические принципы (нормы и идеалы научной деятельности), сложившиеся в русле наук физико-математического цикла. Согласно им, завершение исследования требовало объяснения полученных результатов, теоретической их интерпретации.

    В поисках оснований для подобной интерпретации Мендель в первую очередь должен был обратиться к модели «закона развития» гибридов, которая на этом этапе становилась выразителем основной сути явлений наследования. Более того, само это обоснование не могло быть ничем иным как поиском теоретического эквивалента открытого Менделем «закона развития» гибридов. Такой специфический интерес непосредственно стимулирует осознание внутренней противоречивости описательной модели как результата совмещения в ней по сути дела двух различных планов (феноменально-описательного и теоретико-объяснительного). Установка на преодоление двойственного характера описательной модели путём утверждения в ней единого теоретико-объяснительного взгляда на процесс наследования естественный результат такой рефлексии. На этом пути Менделю предстояло бы решить проблему, как, взяв за основу теоретической интерпретации «закона развития» уже существующий в ней элемент описательной модели, избежать связанного с ним противоречия.

    Гибридная форма Аа, с точки зрения актуального обладания КР-признаками, несёт только доминирующий признак A. Следовательно, рецессивный признак a существует в гибридной форме иначе, нежели доминирующий. Но единственной «другой» хорошо известной к тому времени формой существования признака было его существование в половых клетках растений. А это значит, что единственно последовательной предметно-онтологической интерпретацией символа a в выражении гибридной формы Аа могло быть только понимание его как «половой клетки формы a». Следовательно, с этой точки зрения, в «описательной модели» ряда развития фигурировало два типа единиц — растительные формы с КР-признаками и «половые клетки формы a». Единственный способ сделать такую дефициентную модель теоретически корректной — преобразовать её к виду, содержащему предметно-онтологические единицы одного порядка.

    Выбор в качестве таких единиц КР-признаков приводил бы к выражению 3А + а и фактически сводил бы на нет сам «закон развития» гибридов. Выбор «половых клеток формы A и a» напротив, сохранял этот закон и открывал новые перспективы. Неудивительно, что Мендель реально предпочёл второй путь.

    Если символ Аа интерпретировать как обозначающий соединение в гибриде «половых клеток формы A и a», где каждая из них принадлежит одному из родителей, то и выражение для константных форм должно рассматриваться как изображение соединения родительских половых клеток — ведь гибридизация есть результат полового размножения.

    Но Менделю хорошо было известно, что «насколько охватывает опыт, везде подтверждается, что константные потомки образуются только тогда, когда зачатковые клетки и оплодотворяющая пыльца однородны, причём те и другие обладают способностью давать совершенно одинаковые индивиды, как это происходит при нормальном оплодотворении чистых видов» (Мендель 1968, с. 121). И отсюда следует, что константные формы на языке «половых клеток формы A и a» должны изображаться как АА и аа.

    Причем, как это следует из сущности полового способа размножения, константные формы образуются тогда, когда соединяются одинаковые «половые клетки», принадлежащие разным родителям. Но ведь выражение для «ряда развития» отражало распределение потомства, полученного в результате самооплодотворения гибридной формы. Той формы, которая в свете нового истолкования образована соединением «половых клеток формы A и a» то есть Аа. Для того, чтобы в этом потомстве оказались константные формы АА и аа необходимо, чтобы зачатковые и пыльцевые половые клетки были «половыми клетками формы A» и «половыми клетками формы a». Другими словами, необходимо, чтобы соединённые в гибридной форме «факторы», соответствующие КР-признакам в половых клетках гибридных растений вновь расходились и получали независимое друг от друга существование.

    Больше того, никаких других половых клеток (в данном случае Аа) быть не должно, для того, чтобы в результате их соединения получить объяснительную модель «ряда развития». Во-первых, потому, что расхождение уже обеспечивает получение гибридной формы Аа (за счёт соединения оппонентных «факторов» пары), а, во-вторых, сохранение в половых клетках сочетания «факторов» Аа не обеспечивало бы обратную сборку «объяснительной» — в ней бы появились новые члены: Ааа, Ааа и АаАа.

    Тогда, чтобы его объяснение было полным, Менделю потребовалось бы ответить ещё на один вопрос. На вопрос о количественном соотношении «половых клеток форм A и a» у гибридной формы, обеспечивающих распределение потомства по разным формам в «законе развития» гибридов. Ответ на него также непосредственно следует из «объяснительной» модели. Константные формы образуются при соединении одинаковых «факторов» и их образование «однозначно» — один «фактор» достаётся от зачатковой, а другой от пыльцевой половых клеток. Гибридные же формы образуются при соединении оппонентных факторов и, следовательно, чисто логически могут быть получены двумя путями. Так как менделевские опыты доказали полную идентичность материнского (зачатковые) и отцовского (пыльцевые) начал при гибридизации, то оба пути образования гибридной формы теоретически равновероятны для её образования. В этом случае Мендель имел все основания изобразить механизм появления ряда развития в виде известной простейшей теоретической схемы оплодотворения:

    Другим её изображением и является менделевская «объяснительная» модель «ряда развития»: Так как «ряд развития» отражает пропорциональные отношения разных форм в гибридном поколении, то для его образование должно выполняться условие — «половых клеток форм A и a» у гибридов (в среднем) одинаковое количество.

    Обобщением полученной объяснительной схемы на случай нескольких пар КР-признаков и является известное теоретическое предположение, которое Мендель положил в основу третьей серии опытов. Таким, на наш взгляд, был логико-теоретический базис того пути, по которому Мендель пришёл к экспериментально верифицированному выводу, что «гибриды гороха образуют зачатковые и пыльцевые клетки, которые по своим свойствам и в равных количествах соответствуют всем константным формам, получающимся из комбинации, соединённых при оплодотворении признаков» (Мендель 1968, с. 125).

    Другими словами, найденное им решение лежало на пути введения новой онтологической интерпретации (принципа идеализации) модельного изображения гибридной формы. Оно было истолковано как изображение сочетания не КР-признаков, а факторов (задатков) половых клеток, «соответствующих по своим внутренним свойствам» КР-признакам.

    Таким образом, основная линия менделевских исследований соединила квазиидеальный объект эмпирического исследования (КР-признаки как единицы наследования) с идеальным объектом классической генетики (факторы половых клеток гены, как единицы наследования).

    А основными этапами на таком пути стало: открытие эмпирического «закона развития» гибридов; создание на базе введённых семиотических средств его продуктивной и одновременно дефициентной описательной модели; введение новой теоретической интерпретации объяснительной модели, преодолевшей исходную дефициентность первичной идеализации (теоретизации) явлений наследования.

  • Приме­чания: Список примечаний представлен на отдельной странице, в конце издания.
    Содержание
    Новые произведения
    Популярные произведения