О научном историческом экскурсе

Рассказ об истории почти всегда необходим в начале разговора о каком-либо направлении. Школьные курсы физики, химии, биологии в большой степени состоят из таких рассказов — кто, когда и что сделал, открыл, изобрёл. Я всегда не любил эти исторические экскурсы, особенно в университете, где они довольно сжатые и в такой форме: дата, имя, что сделал. Никогда не мог запомнить эти даты и имена, кто именно что сделал и в какой очерёдности. И не мог понять зачем всё это нужно, зачем нужно знать, что было давно и должно было устареть и действительно устарело. Ведь рассказывают в том числе и об открытиях или предположениях, которые потом оказались неправильными. Да, это может быть интересно, но просто как исторический анекдот. Из-за этого непонимания, я всегда имел трудности в запоминании, а, следственно, и со сдачей этого блока курса.

Когда же я начал продумывать свой курс, то выяснилось, что придётся следовать традиции и рассказать, хотя бы вкратце, историю вопроса. Частично я понял, в чём смысл этого мероприятия: лучше понимаешь сам вопрос, когда знаешь как он развивается. Это говорили и мои преподаватели, но будучи студентом я этого не понимал. И только сейчас я пришёл к знанию того, почему я не понимал преподавателей и почему, скорее всего, сейчас меня не понимают мои студенты. Преподаватель значительно лучше разбирается в той области, о которой говорит, знает больше, чем студент, больше, чем он сам им рассказывает, и для него это история важнее. Важнее и потому, что он, во всяком случае я, увлекается своей темой и ему самому интересно то, что он рассказывает. А студентам нет, так как совершенно не обязательно это их любимая тема.

Обычный исторический экскурс, из тех с которыми я сталкивался, плох тем, что слабо показывает логические связи между отдельными пунктами. Нет, конечно, говорится: такой-то знал работы своих предшественников и в таком-то году открыл вот это — крупное открытие, существенный этап развития нашей области. Но связи этих людей и их работ показываются только поверхностно. И, мне кажется, при этом теряется самое важное, то ради чего и нужен исторический экскурс. Не показывается как человек пришёл к своему открытию, особенности мышления, которые обусловили то, что было сделано. Без такого разбора, знание дат и имён становятся просто набором фактов, не становящихся образцом для подражания, не дающих понять, как нужно подходить к проблеме, чтобы получать такие же значимые результаты.

Мне сложно судить о том, как раньше рассказывали об истории развития биологии, сужу только о современных преподавателях, о современной подаче информации и современных подходах к информации и знанию. Но есть возможность познакомиться с тем, как раньше излагали историю. Для меня таким источником стали записи лекций Тимофеева-Ресовского, которые он прочёл в 1964 году. Он читал курс генетики и рассказывал о развитии биологии именно в этом ключе. Однако, я не могу сказать, что он говорил о развитии генетики, его экскурс был шире, так как ему было необходимо объяснить, как исследователи пришли к генетическим открытиям. Конечно, его курс, на современный взгляд, сильно устарел, за 50 лет генетика ушла очень далеко, можно даже сказать, что тогда она была только в зачаточном состоянии. Сейчас тот материал, что он рассказывает за несколько лекций упихивают в маленький отрезок времени, в часть лекции. Хотя, на самом деле, сравнивать трудно, так как многое из того, что рассказывает Тимофеев-Ресовский, сейчас упускается, видимо, как не существенное. При этом теряется, на мой взгляд, нить рассуждений, понимание того, что является причинами развития именно в этом направлении. Всё то, о чём говорилось выше.
Что мы сейчас знаем о началах генетики? Что приходит в голову, какие имена? Грегор Мендель — первая фигура генетики, не оценённая при жизни, но затем ставшая почти идолом, идеалом.

Так рассказывали мне на генетике, так пишет Википедия. Менделю, конечно, повезло, попались удачные признаки гороха, с которым он работал. Но всё равно его работы были революционны, он додумался до того, о чём не думали ещё почти полвека. Вроде бы он работал и с другими признаками, но с ними не получалось такого простого распределения и они были отброшены. Что нужно, чтобы сделать такое открытие? Правильно, угадать с объектом, иметь много времени и терпения. Но, в целом, всё дело в случае.

Из лекций, прочитанных полвека назад, можно сделать совсем другие выводы. Может быть дело в том, что тогда они были ближе к Менделю, чем мы сейчас, ближе не только во времени, но и психологически. Сейчас ревностно охраняют границы науки и её отраслей, а значит и истоки генетики не могут найтись вне самой науки, хотя это и парадоксально — искать истоки в самом потоке. А откуда появилась генетика, откуда взял идею Мендель? (о ужас! он её взял, а не сам придумал с нуля) Как это часто бывает, таких источников несколько, и нужно проследить каждый из них, чтобы показать, как они встретились и создали своей совокупностью генетику. Одно из таких направлений — знания накопленные за многие поколения селекционеров и просто садоводов-любителей. Если скрестить красноцветные растения с белоцветными, то получатся только красноцветные — это уже давно экспериментально установили растениеводы, как их называет Тимофеев-Ресовский. Этот вопрос наследования признаков близко связан с проблемой пола — его наличия и определения — проблема, которая тоже оказалась важна для генетики. Если рисовать графически, то линия растениеводов дала две ветви, которые потом сошлись вместе в генетике. И до Менделя уже было известно, что растения имеют два пола, не все, но многие, и то, что может быть разное наследование признаков. Тимофеев-Ресовский указывает на учёных, которые с научной, биологической стороны изучали эти вопросы и экспериментально показали вышеперечисленное. Причём тут нужно отметить, что были разработаны точные методы постановки экспериментов по скрещиванию растений, с исключением загрязнений и различных ошибок , что сильно облегчило работу Менделю — он знал эти работы.

С другой стороны, экспериментаторы, вышедшие из среды растениеводов, дошли до идеи, что имеется минимальный признак. Дело в том, что садоводы и все, кто занимается практическим скрещиванием растений, интересуются не одним конкретным признаком, а комплексом признаков, всеми признаками, которые можно заметить. И они видели, что этот набор может меняться, что при скрещивании набор признаков перекомбинируется из родительских, появляются новые сочетания признаков. Этим и занимаются селекционеры — скрещивая, отбирают нужны комбинации признаков. Но с целым комплексом трудно работать, особенно если, как Мендель, стремишься математически обсчитать встречаемость. Так вот, один англичанин ввёл понятие «элементарного признака». Я не рассказываю подробностей, лучше чем Тимофеев-Ресовский мне не рассказать, да и это не является основной целью моего текста (читайте первоисточники. Не ожидал, что когда-нибудь это скажу, так как сам скептически отношусь к этому делу, но в данном случае первоисточник отлично читается, с большим интересом). И это понятие было исключительно важно для Менделя, ведь именно такими элементарными признаками он и занимался, хотя не сам дошёл до этой идеи. Роль Менделя постепенно уменьшается.

Небольшое лирическое отступление. Вы можете себе представить в нынешней научной среде такое высказывание: «И вот они, — я уж не помню, да это и не существенно, за кем какие приоритеты, — сделали еще один шаг вперед»? Не важно за кем какие приоритеты — это же совершенно иной подход к науке. Я могу сформулировать разницу, но это тема для иного текста.
Далее, мы всё ещё говорим о времени до Менделя, обратили внимание, что если скрестить два растения, которые раньше долгое время скрещивались только самоопылением (современным языком, две чистые линии), то первое поколение будет не промежуточным, как считали растениеводы, рассматривающие внешний вид растения в целом, а, исходя из понятия элементарного признака, имеющими гибридный, мозаичный, набор этих самых элементарных признаков, которые имеют такое же проявление, как у родительских организмов. То есть часть признаков от одного родительского организма, а часть — от другого. Причём, кроме этого, было показано, что при дальнейшем скрещивании возникает разброс и формируется множество комбинаций, неоднородность во втором поколении. Это вам ничего не напоминает? Минус этих работ в отсутствии в них математики — они не считали статистику этого разброса признаков. Эти же исследователи подметили и такую деталь — признак в первом поколении может пропадать, но появляться во втором поколении — то есть он не совсем пропадает, а, скажем так, скрывается. Кроме того, на огромном экспериментальном материале, на котором были получены и вышеизложенные результаты, были сформулированы понятия доминантности и рецессивности — те самые, которые теперь широко используются в биологии. Об этом последнем факте, кажется, рассказывали в курсе генетики, но вскользь, без акцентирования внимания, которое уделялось Менделю. В итоге, на этом этапе было установлена не только мозаичность гибридов, но и то, что признаки никуда не пропадают, что два родительских признака не сливаются в один новый, а существуют одновременно, по-разному проявляясь.

И вот только тут, после столь длительного рассказа о достижениях садоводов-практиков, мы переходим к Менделю. Чем его исследование так отличается от предыдущих, что его так восхваляют многие поколения генетиков? Дело в том, что все его предшественники были не учёными, а растениеводами, которые занимались не исследованиями ради исследований, а выведением новых сортов, гибридов, сельским хозяйством. С одной стороны, чистые биологи не считали их равными, не интересовались их работами и, как говорил Тимофеев-Ресовский, «проглядели всё это». Правда и Менделя они тоже «проглядели». С другой стороны, они больше работали со всем набором признаков, которых толком и не обсчитаешь. Они, эти растениеводы, знали друг друга или во всяком случае работы своих коллег. И Мендель их знал, но он был «не от мира сего», не был практиком и занимался чистой наукой.

Ещё одно лирическое отвлечение. Как вам такая фраза: «науки продвигаются тем быстрее, точнее и лучше, чем меньше они имеют дело с практикой»? Как соотносится сегодняшняя наука с мнением этого великого учёного?

Мендель мог много времени посвящать своим занятиям, и он сделал методологический, скажем так, прорыв — он упростил схему эксперимента и ввёл точный учёт. Он изучал только конкретные отдельные признаки, которые легко учесть и сосчитать, что для практики селекционирования было совершенно неинтересно в то время. Он мог себе это позволить — Мендель этим не зарабатывал на жизнь и от него не требовали скорейшего выведения новых сортов. То есть он повторил эксперименты предшественников в несколько урезанном виде и статистически их подсчитал. Сейчас это приводится как главное достижение Менделя. Хотя при правильном рассказе мы видим, что это важно лишь с точки зрения современной науки, когда открытие считается совершённым только после публикации с точной статистикой и формулами.

А сделал ли Мендель что-то ещё? Оказывается — да. И очень важное с точки зрения развития науки. Он подумал. И пришёл к интересным выводам, которые, правда, нам сейчас кажутся столь тривиальными, что трудно понять, в чём же достижение. Он предположил, что в каждом организме есть два зачатка каждого признака, причём по одному от каждого родителя. В зависимости от доминантности и рецессивности, проявляется только один, но есть оба, что можно выявить во втором поколении. Об этом уже думали раньше, но он пошёл дальше. И что же из этого следует? То, что в половые клетки попадает только один зачаток, один из двух. Не забывайте, что в то время ничего не было известно про деление клетки, не говоря уже о митозе и мейозе. Даже микроскопически этот аспект биологии не был изучен. А тут такое смелое предположение. Но подкреплённое статистикой: половые клетки должны получаться двух типов, по каждому признаку, что можно подтвердить статистическим анализом скрещивания гетерозиготных гибридов. Именно так объясняется расщепление признаков во втором и последующих поколениях. И свою гипотезу он красиво и точно подтвердил длительными экспериментальными скрещиваниями. Именно в этой умственной работе, в объединении экспериментального материала в гипотезу и заключается главное достижение Менделя.

Для того, чтобы придумать такую гипотезу нужно было, за исключением свободного времени, знать работы многочисленных предшественников, занимавшихся как скрещиванием, так и доказательством наличия полов у растений. Но самое главное — нужно было умение и стремление объединить весь огромный массив данных, как своих, так и нет, в одну систему. И оказалась, что система позволяет выдвинуть гипотезу и сама же её доказывает.

Чем отличается подача исторического материала Тимофеева-Ресовского от того, как она подаётся сейчас? Сейчас представляется в основном фактология с точными датами, которых у Тимофеева-Ресовского вообще нет, с расстановкой приоритетов — кто первый опубликовался. И с историческими анекдотами, вроде того, почему именно Дарвин является первооткрывателем, что может быть интересно само по себе, но не с точки зрения чистой науки. Тимофеев-Ресовский же рисует картину того как были сделаны открытия и что для этого нужно: какие знания, какое мышление, образ мыслей. Восстанавливает полную картину, ситуацию, в которой находился учёный. То есть создаётся образ для подражания — если хотите что-то открыть, то нужно делать как они. И это очень важно. Такой рассказ развивает логику, понимание закономерностей, формирует научное мышление, а не просто требует запоминание никому не нужных фактов. Казалось бы, небольшое изменение в акцентах очень сильно меняет общее впечатление и оказывается, что изложения имеют разные цели. Мне кажется, что современный способ делать исторический экскурс ничему не учит, в то время как то, что рассказывал Тимофеев-Ресовский заставляет задуматься, что очень важно для всех, особенно для учёных. Плюс он иначе расставляет приоритеты в самой научной деятельности.

Здесь мы рассмотрели только одну веточку, давшую начало генетике. Был ещё ряд не менее важных направлений, развитие которых позволило появиться генетике. О них читайте в лекциях Тимофеева-Ресовского. К сожалению, других источников такого же уровня не знаю.

14.05.2013

Добавить комментарий

Войти с помощью: