Концептуальные открытия

Интеллектуальное превосходство человека над животными состоит прежде всего в возможности языкового представления, мыслительного процесса, а, во-вторых, в оперировании знаками, символами. "Символическая, словесная презентация открывает возможность оперировать символами и понятиями и резко расширяет интеллектуальные возможности человека. Почему же мы позволяем нашим понятиям направлять весь ход и течение наших мыслей? Потому что верим, что присущая им рациональность является залогом того, что они соприкасаются с реальностью, схватывают какие-то ее аспекты", — делает вывод М. Полани (Ibid., с. 153).

М. Полани вводит важное для истории науки понятие "концептуальное открытие". Оно представляет собой удачный способ выразить неявное знание или неявно принимаемое допущение в ясной, доступной для других знаковой форме. Например, в истории химии такое концептуальное открытие было сделано итальянским химиком Станислао Канницаро (1826–1910), предложившим четко разграничить понятия "атом", "молекула", "эквивалент". На 1-м Международном конгрессе химиков в Карлсруэ (1860 г.) он убедил химиков стать на позиции атомно-молекулярного учения, внеся ясность в запутанный вопрос о различии атомных, молекулярных и эквивалентных весов. Сегодня так же трудно представить, почему химики столь долго пользовались неточными понятиями, как решив задачу-головоломку, снова стать перед ней в тупик, — пишет М. Полани.

В истории генетики очень велика была роль концептуальных открытий, к которым следует отнести введение новых терминов, понятий, способов представления данных, символики, а также собственно концептуальных конструктов и открытий. Уже Г. Г. Мендель ввел буквенную символику для обозначения разных факторов и обозначения фенотипически контрастных и отличающихся по характеру доминантности–рецессивности состояний одного и того же наследственного фактора. Это дало возможность представить в ясной форме характер наследования признаков в ряду поколений, установить количественные закономерности расщепления и анализировать его сложные случаи. Удивительна судьба понятия "ген". Оно было предложено В. Иогансеном в 1909 г., три года спустя после введения У. Бэтсоном термина "генетика". За сорок лет до появления понятия "ген" Ч. Дарвин в 1868 году предложил "временную гипотезу" пангенеза, согласно которой все клетки организма отделяют от себя особые частицы или геммулы, а из них, в свою очередь, образуются половые клетки. Затем Гуго де Фриз в 1889 г., спустя 20 лет после Ч. Дарвина, выдвинул свою гипотезу внутриклеточного пангенеза и ввел термин "панген" для обозначения имеющихся в клетках материальных частиц, которые отвечают за вполне конкретные отдельные наследственные свойства, характерные для данного вида. Геммулы Ч. Дарвина представляли ткани и органы, пангены де Фриза соответствовали наследственным признакам внутри вида.

Еще через .20 лет датский физиолог и генетик растений Вильгельм Иогансен счел "удобным пользоваться только второй частью термина де Фриза "ген" и заменить им неопределенное понятие "зачатка", "детерминанта", "наследственного фактора" (Иогансен, 1933, с. 122). При этом он решительно подчеркивал, что "этот термин совершенно не связан ни с какими гипотезами и имеет преимущество вследствие своей краткости и легкости, с которой его можно комбинировать с другими обозначениями". В. Иогансен сразу же образовал ключевое производное понятие "генотип" для обозначения наследственной конституции гамет и зигот в противоположность фенотипу. Термин "ген" получил распространение в значительной степени именно вследствие своих чисто знаковых, символических преимуществ. Он был использован и амплифицирован Т. Морганом, будучи "материализован" в его хромосомной теории наследственности как локус хромосомы.

Сам В. Иогансен до конца жизни вполне скептически относился к жесткой связи генов как элементарных единиц генотипа с локусами хромосом (этот скепсис оказался оправданным в перспективе). С некоторым смущением в июле 1926 г. он пишет в предисловии к третьему немецкому изданию, что "мое маленькое словечко "ген" в его отчетливом значении, по-видимому, пользуется теперь всеобщим признанием; и после того, как Т. Морган его вновь ввел в употребление, я его применяю в этих лекциях везде там, где оно уместнее, чем имеющее несколько смыслов слово "фактор" (Иогансен, 1933). Удачным оказалось и другая терминологическая новация В. Иогансена: он удалил окончание "морф" от термина В. Бэтсона "аллеломорф" и стал говорить просто об аллельных генах или аллелях.

В 1995 году американский генетик Эдвард Льюис получил Нобелевскую премию за исследование гомеозисных генов, которые определяют характер сегментации тела (план строения) у беспозвоночных и позвоночных животных. В кратком очерке истории проблемы он отдает дань В. Бэтсону, обладавшему удивительным чувством языка и способностью к удачной терминологизации и символизации явлений в области наследственности и изменчивости (Lewis, 1994). Наряду с номинацией самой науки генетики, В. Бэтсон изобрел термины гомо- и гетерозигота. И он же предложил термины "меристические признаки" и "гомеозис". В 1929 г. Е. И. Балкашина опубликовала на немецком языке исследование по феногенетике открытой ею мутации aristopedia у дрозофилы. Она пришла к выводу, что гомеозис может быть двух разных типов и обозначила каждый из них немецким термином. Но это важное подразделение вместе с терминологией осталось незамеченным, и Э. Льюис выражает сожаление, что В. Бэтсону не удалось дожить до этого открытия: уж он бы изобрел удачные англоязычные термины для открытия Е. И. Балкашиной и тем самым в определенной мере определил бы направление исследований (Lewis, 1994).

Таким образом, при историко-научном анализе целесообразно выделять два типа открытий или достижений: 1) прямым образом основанных на экспериментальных данных и 2) открытий концептуальных, элементарным актом которых является введение новой символики, терминологии, понятия. Приведу некоторые примеры из истории генетики.

Рождение популяционной генетики датируется появлением в 1926 г. статьи С. С. Четверикова. В этой статье была развита целая серия концептуальных представлений, которые затем вскоре были замечательным образом экспериментально подтверждены. К таковым относятся представления о "мутационном давлении", о насыщении каждого вида гетерозиготными рецессивными мутациями, вследствии постоянно идущего мутационного процесса, о постоянно меняющейся "генотипической среде", на фоне которой происходит реализация каждого гена. Концептуальные открытия С. С. Четверикова на десятилетия определили направление экспериментальных работ в этой области. (Бабков, 1986; Воронцов Н., Голубовский, 1990).

Историко-научный подход позволил выделить и другие концептуальные открытия, сделанные в области популяционной и эволюционной генетики учениками и последователями С. С. Четверикова (Golubovsky, Kaidanov, 1994). К таковым можно отнести: концепцию генофонда и геногеографии, концепцию дрейфа генов или генетико-автоматических процессов. В сферу важных концептуальных нововведений входит формулирование принципов генетического анализа и системы терминов, необходимых для описания фенотипической реализации генотипа (пенетрантность, экспрессивность, специфичность, поле действия гена, генетическая конституция), концептуальная разработка цитогенетических методов контроля численности популяций насекомых-вредителей.

Замечательным примером чисто концептуального открытия является формулировка Г. Меллером в 40-х годах концепции "компенсации дозы гена". Г. Меллер исходил из хорошо известных к тому времени фактов важности дозы гена для его действия и проявления в системе генотипа. Однако до Меллера никто ясно не формулировал мысль, что организмы, у которых система определения пола основана на различии в числе половых хромосом, должны выработать определенный точный механизм компенсации дозы генов, локализованных в половых хромосомах. Например, женские особи у мух-дрозофил и у человека имеют конституцию XX, а мужские особи — XY. Y-хромосома на 90% генетически инертна и, стало быть, дефицит дозы генов Х-хромосомы у самцов должен быть каким-то образом сбалансирован. Сформулированный Меллером концептуальный принцип на десятилетия определил экспериментальные поиски механизмов компенсации дозы у разных видов.

Оказалось, что в эволюции осуществляются разные сценарии. Так, у человека одна из двух Х-хромосом в ходе онтогенеза инактивируется, причем неактивна в разных тканях и органах то одна, то другая из двух Х-хромосом. Поэтому женские особи у млекопитающих в отношении действия генов Х-хромосом мозаичны. У дрозофил повышена вдвое активность каждого гена в Х-хромосоме самцов по сравнению с самками. А плоские черви выбрали другой сценарий — понизили в два раза активность дозы генов Х-хромосом у самок. Этот пример, между прочим, иллюстрирует нередкий в эволюции живых организмов принцип: единство целого при свободе частей (Любищев, 1982).