В 1964 году праздновалось 400-летие со дня рождения Галилея. На конференции, посвященной этому событию, физик Виктор Вайскопф выступил с докладом Связь между физикой и другими науками, в котором он выразил свое видение единства науки таким образом:
‘Нам хотелось бы объяснить все известные явления единым образом, и с этой точки зрения все науки в конечном счете представляют собой разделы физики.’
При обсуждении доклада биолог Жак Моно полностью согласился с таким видением:
‘Никто из нас не может не согласиться с профессором Вайскопфом в том, что биология, конечно, не представляет собой ничего большего, чем науку, которая может, должна и будет в конечном счете сформулирована на языке известных законов физики.’
Другие биологи и физики также в целом были согласны с Вайскопфом. Правда, Жак Моно не видел возможности сведения работы центральной нервной системы к физике, а Сидней Бреннер указал, что в рамках представлений физики мы странным образом не можем найти разницу между живым и неживым. Несколько в стороне находилось обсуждение Уилера, который сказал, что физика учит создавать стимулирующие концепции. Последнее слова было дано математику Маршаллу Стоуну, который указал на то, что концепции физики находятся в сознании, сознание оперирует символами и поэтому роль математики во всем крайне велика (однако, он связал символы и математику с работой мозга).
Статья Вайскопфа с обсуждением других участников является прекрасным документом, который позволяет сравнить видение единства науки пятьдесят лет назад с тем, что можно увидеть в настоящее время. Видение физиков не сильно изменилось, но физики погрязли в обсуждении неимоверного количества параллельных вселенных и фундаментальной реальности далеко за пределами экспериментальных возможностей. Биологи же предпочитают избегать сопоставления физики и биологии. Было бы интересно найти современное совместное обсуждение вопроса единства науки физиками и биологами.
Ниже несколько цитат, в основном посвященных связи между физикой и биологией.
физик Виктор Вайскопф
‘Я не буду говорить о месте, которое занимает физика среди других наук. Это очень трудно, хотя бы уже потому, что нелегко объяснить, что представляют собой другие науки. … Нам хотелось бы объяснить все известные явления единым образом, и с этой точки зрения все науки в конечном счете представляют собой разделы физики. Это, конечно, означает, что физика становится чрезвычайно обширной. Мы должны рассматривать как разделы физики химию и биологию, физику твердого тела, физику плазмы и т. д.’
‘атомная физика стала в настоящее время весьма обширной: она включает химию, физику твердого тела, биологию. Она охватывает внушительную часть явлений природы.’
‘Утверждение, что все может быть понято на основе уравнения Дирака, является очень важным. Оно представляет собой огромное завоевание науки, опираясь на которое она живет и развивается. Несомненно, существуют очень интересные направления во всех науках, но они всегда покоятся на фундаменте, который заложен фундаменталистами.’
‘Но можем ли мы быть совершенно уверены, что в основе жизни не лежит нечто фундаментальное, не объясненное до сих пор? … Это могло бы стать новой физикой, ибо в том и состоит вопрос, можно ли действительно свести биологию к старой физике. Здесь я снова прихожу к своему определению, что все науки — это физика. Но среди них может оказаться совсем новая физика. Если это так или если только допустить такую возможность, то биологию следует отнести к фундаментальным наукам.’
биолог Жак Моно (нобелевская премия 1965 года)
‘даже если бы действительно оказалось, что физика высоких энергий не имеет никакого отношения к тому материальному миру, в котором мы живем, даже тогда осталось бы вне всяких сомнений ее огромное влияние на наш духовный мир, и, хотя до известной поры ее открытия остаются привилегией весьма ограниченного круга наиболее интеллектуально развитых людей, самые значительные из них, несомненно, станут достоянием всего человечества.’
‘Никто из нас не может не согласиться с профессором Вайскопфом в том, что биология, конечно, не представляет собой ничего большего, чем науку, которая может, должна и будет в конечном счете сформулирована на языке известных законов физики. В действительности именно это и пытаются сейчас сделать с максимально возможной точностью те, кто занимается молекулярной биологией. И чем более фундаментальные, молекулоподобные, чем более элементарные биологические объекты они изучают, тем больших успехов на этом пути они добиваются.’
‘Что же касается описания или объяснения работы наиболее интересных систем, которые подобно центральной нервной системе являются несравненно более сложными, то здесь мы, конечно, находимся чрезвычайно далеко от какой-либо настоящей физической интерпретации, невзирая на то, что для измерений используется сложнейшая электронная аппаратура. … Мне кажется, что, возможно, современная тенденция в биологии, которая состоит в попытках сведения биологических систем к доступным пониманию на языке современной физики физическим объектам, в данном случае не может принести успех.’
биолог Эдуард Келленбергер
‘В вершине, правом верхнем углу моего рисунка, находится физика. Психология, нейропсихология и другие подобные им науки расположены слева. Классическая биология непосредственно примыкает к ним справа. Они объясняют, но не доказывают. В действительности все обстоит несколько сложнее, но я упрощаю картину. Далее следует молекулярная биология. Мы пытаемся получить объяснение, основанное на структуре макромолекул. Деятельность биолога свелась к тому, чтобы объяснить то, что он наблюдает. Таким образом, мой рисунок фактически обладает тем преимуществом, что сводимость к физике представлена на нем в явном виде.’
биолог Сидней Бреннер (нобелевская премия 2002 года)
‘Здесь мы вступаем в сферу изучения молекул, клеток, организмов, здесь расположен передовой фронт молекулярной биологии, куда бы он нас ни привел, здесь же передовой фронт медицины, животноводства, физиологии т. п., и, быть может, кроме того, сюда же следует отнести вопросы, связанные с изучением центральной нервной системы, людей, общества, и, я полагаю, этот перечень можно продолжить до бесконечности. Вопрос, который я хочу обсудить, состоит в следующем: действительно ли биология представляет собой определенную отрасль физики? Если это с необходимостью так, то нам следует перекинуть между ними мост. Мне кажется, что ситуация в биологии, возможно, несколько отличается от той, с которой вы имеете дело в физике. Быть может, это обусловлено современным состоянием науки, поскольку в настоящее время мы пе знаем почти никакого пути для получения информации о той бреши, которая существует в наших знаниях: я имею в виду процесс перехода между живым и неживым.’
‘Таким образом, возникает проблема совсем иного рода, нежели проблемы выяснения механизма работы генов и т. и. Эта проблема кажется мне фундаментальной. Она состоит в следующем: можем ли мы, используя известные нам критерии, построить клетку? Да, мы можем сказать, что мы можем это сделать. Мы можем составить проект, сколько и каких составных компонент для этого необходимо. Но можем ли мы сказать, что должно произойти с определенной смесью углерода, азота, кислорода, фосфора, чтобы из нее возникла живая клетка? Я думаю, что в настоящее время мы можем обсуждать этот вопрос только на натурфилософском уровне, но надеюсь, что, быть может, мы сумеем в дальнейшем поднять его на научную высоту.’
Интересно отметить, что после выступления Бреннера Моно сказал:
‘Я хотел бы добавить только одно замечание к превосходному описанию того, что представляет собой молекулярная биология, данному доктором Бреннером. Оно состоит в следующем. В начале своего выступления он сказал — и я был крайне удивлен, когда услышал это,— что если бы нас попросили сегодня построить клетку, то нам понадобилось бы информации больше, чем содержится в действительности в ее генетическом коде. Я думаю, что это неверно.’
Ответ Бреннера:
‘Нет, нет, нет, я этого не говорил…’
физик Джон Арчибальд Уилер
‘Противоположная философия, разумеется, состоит в том, что уравнения Дирака недостаточно. Как далеки мы сегодня от того старого взгляда на науку, что все, что необходимо — это несколько фундаментальных уравнений и универсальная вычислительная машина! Она даст нам ответы на все вопросы. И не будет никакой необходимости думать! Чем больше мы накапливаем знаний в двух замечательных областях физики — ядерной физике и физике твердого тела, тем лучше мы понимаем, что существует целый ряд промежуточных концепций, которые мы развиваем на пути исследований.’
‘Мы, физики, очень часто считаем, что наша наука является самой великой из всех и что представители всех других наук должны учиться у нас и смотреть на нас снизу вверх. Возможно, мы ошибаемся. Однако если мы вообще что-нибудь дали науке в целом, то я считаю, что об этом позволяет говорить не уравнение Дирака, а то, что мы научились создавать содержательные и стимулирующие концепции. Только они позволяют связать данные наблюдений и динамические законы в единую гармоничную науку.’
математик Маршалл Стоун
‘Я не уверен, что все то, о чем здесь говорилось, действительно существует вне нашего сознания. Иными словами, это означает, что я в известной степени являюсь платонистом или кантианцем.’
Информация
Вайскопф, В. Ф. Связь между физикой и другими науками. Успехи физических наук 95, no. 6 (1968): 313-334.
Отмечу, что в докладе и обсуждениях также рассматривался вопрос о том, что такое фундаментальная наука. Из 22 страниц статьи доклад занимает 8 страниц. Остальное — обсуждение, в котором выступили:
- физик Хендрик Казимир
- физик Исидор Айзек Раби (нобелевская премия 1944 года)
- биолог Жак Моно (нобелевская премия 1965 года)
- биолог Эдуард Келленбергер
- биолог Сидней Бреннер (нобелевская премия 2002 года)
- физик Джон Арчибальд Уилер
- физик Франсис Перрен
- математик Маршалл Стоун
Обсуждение
https://evgeniirudnyi.livejournal.com/192093.html
06.11.23 А. А. Марков: Об отношении физических законов к биологическим
‘Будем теперь рассматривать живой организм. Он состоит из элементарных частиц, которые группируются в атомы, молекулы. Физические законы, которые управляют этой системой, сохраняют силу. Это признает и А. И. Опарин. Но вместе с тем на них «накладываются» биологические законы. Бедная молекула! Что же ей тогда делать? Каких законов слушаться — физических или новых, биологических?
Это непонятно. Думаю, что данная точка зрения не может отстаиваться последовательно.
Может быть, отход физических законов на второй план следует понимать в том смысле, что они продолжают действовать и в живом организме, но на их основе, как их следствие, можно вывести некоторые биологические законы, которые будут вытекать из физических? Поведение организма будет, однако, удобнее описать в терминах биологических законов, не обращаясь к элементарным частицам, из которых состоит организм.
Это будет означать, что биологические законы выведены из физических, что они сведены к физическим законам.
Это и есть идеал, к которому нужно стремиться.’
А. А. Марков, Об отношении физических законов к биологическим, в кн. О сущности жизни, 1964, с. 168–169.