Логика в биологии. Глава 02. Что такое жизнь?

О чём и для чего этот пост описано тут. Первая глава тут.

В этот раз тема более сложная, следовательно более спорная, чем в прошлый раз. Очень интересно ваше мнение, в том числе как воспринимается текст не-биологами. Ну и картинка замечательной Кьяры для стандартизации и узнавания :) 

Глава 02. Что такое жизнь?

Чтобы ответить на вопрос, поставленный в этой главе, нужно предварительно ответить на целую последовательность вопросов, начиная с самых элементарных. Они могут показаться банальными или даже риторическими, но уделим им внимание.

Что мы хотим услышать в ответ на этот вопрос?

Определение понятия "жизнь".

Что такое понятие?

Понятие — это форма мышления, которая выделяет существенные признаки однородного класса или множества предметов. Например, "студент", "млекопитающее", "биолог". В данном случае нам нужно очертить понятие "жизнь" или, что проще, понятие "живое". Но подробности чуть позже.

Что такое определение понятия?

Определения раскрывают содержание или значение понятий и терминов, объясняют, что объединяет предметы в понятии, как они связаны и так далее. Правда, не все определения делают это хорошо и полно, но и не всегда это возможно. Важно, что бывают разные виды определений понятий.

Чаще всего понятие определяется генетически. Нет, у понятий нет генома, а определение выглядит так: точка — объект, не имеющий частей (Евклид). Или: Млекопита́ющие (лат. Mammalia) — класс позвоночных животных, основной отличительной особенностью которых является вскармливание детёнышей молоком (Википедия). Такие определения очень характерны для словарей. Они состоят из двух частей: родовой (объект, класс позвоночных животных) и видовой (всё остальное). Родовая часть показывает к какому множеству, классу объектов относится понятие, если оставить только его, то определение будет слишком широким — под него будет попадать не только определяемое понятие. Если точка — это просто объект, без уточнения, то сильно понятнее не становится. Видовая часть описывает то, чем отличается понятие от других, входящих в это множество. Чем отличаются млекопитающие от других классов позвоночных животных? Смотри видовую часть определения млекопитающих — кормят молоком. Не всегда в определении можно перечислить все существенные отличительные признаки, тогда определение будет неполным, но зато удобным, практичным. Для разных целей могут быть разные определения, в зависимости от того, с какой стороны смотрят на объект, что именно важно. Скажем для медицины и биологии нужны разные определения человека.

Можем ли мы сделать генетическое определение понятия "жизнь"? Да, но так как это вторичное понятие, так что нам сгодится, такое определение: жизнь — это процесс, протекающий исключительно в живых организмах. Да, это отписка, так как не стало яснее. Да и родовое понятие чересчур широкое для хорошего определения. Теперь нам нужно ответить на вопрос "что такое живое существо"? Мне кажется, с этим проще. Главное не попасть в логический круг с таким определением: живое существо — такой объект, у которого есть жизнь. То есть жизнь — процесс, протекающий исключительно в объектах, у которых есть жизнь. Это и есть порочный логический круг, который ничего не объясняет. А как ещё можно определить "живое существо"?

Опять смотрим в Википедию (современный источник знаний, подходящий для наших целей — использовать теорию на практике), что она может нам предложить: при поиске (когда вы это читаете, ситуация уже могла измениться) живого существа пересылает на страницу жизнь, но есть определение организма: Органи́зм (позднелат. organismus от позднелат. organizo — «устраиваю», «сообщаю стройный вид», от др.-греч.ὄργανον — «орудие») — живое тело, обладающее совокупностью свойств, отличающих его от неживой материи.

Правда к нему есть ряд вопросов (как и к определению жизни, там же) о том, например, а какие ещё живые тела бывают, кроме организмов. Тут неявный порочный круг, состоящий из более чем двух звеньев. И какие именно свойства его отличают от неживой материи не ясно, но это уже придирки. Можно сказать, что есть отличительные свойства, но даже не знать какие. Бывает, не страшно. Но нам такое определение не годится, так что не будем опираться на общедоступные определения, попробуем сами.

Генетические определения, как мы и сами убедились, широко распространены, но существуют и другие типы, которые могут давать результаты не хуже, а в некоторых случаях и лучше. Попробуем использовать индуктивное определение — определение перечислением. Нужно перечислить все предметы, входящие в понятие. Для живых существ это несложно (на нашем уровне развитии науки), в самом коротком виде будет выглядеть так: ABC(V). То есть Археи, Бактерии, Кариоты и, возможно, вирусы, кроме них нет живых существ. Мне кажется, что вирусы не живые, но сложно их так просто отбросить, тем более некоторые учёные их считают не просто живыми, а самыми живыми, появившимися до клеток (что логически странно). Такое определение может показаться странным, но именно так определяются натуральные числа. Также это можно назвать остенсивным определением — мы указываем на предмет для определения. Вот это — живое, говорим мы и указываем на ABC. Такое определение не очень ясно раскрывает содержание понятия, но, мне кажется, удобно для практических целей на современном уровне развития науки. Однако это определение лишает нас возможности найти жизнь иной природы, например кремниевой, или на других планетах — это не будет жизнью. Мне кажется не беда, встретим - изменим определение, такое происходит достаточно часто, и не будет являться чем-то из ряда вон выходящим.

Подкопаться к этому определению можно с другой стороны, но для этого нужно вспомнить эволюционное дерево жизни. И знать, как проводится логическое деление понятия. Дело в том, что кариоты не являются независимой линией жизни, они результат смешивания архей и бактерий, то есть независимо, судя по всему, появились только два ствола — археи и бактерии. Мы выделяем кариот как особую форму жизни, но с точки зрения происхождения они не первичны. Такое деление мне несколько напоминает магазин обуви или одежды, где деление идёт на "мужское", "женское" и "детское". Такое деление удобно, но не является верным с точки зрения формальной логики.

Деление понятия, если это операция логическая, а нехирургическая, не расчленение. Если мы делим человека на руки, ноги, голову и туловище, то это преступление, а не деление понятия “человек". Делением будет формирование множеств "мужчины" и "женщины" или "взрослые" и "дети". То есть мы делим исходное множества на подмножества, причём без остатка и пересечений подмножеств, что важно. Не обязательно на два подмножества, можно делить по возрасту на 10 возрастных групп. Делить нужно только по одному признаку, например, возрасту, и нельзя по двум сразу, как делают в магазинах. Можно делить два раза, по разным признакам, но тогда будет как минимум 4 подмножества: по два под-подмножества в каждом подмножестве. Мужчины будут делиться на взрослых и мальчиков, женщины — на взрослых и девочек. Или делить взрослых — на мужчин и женщин, а детей - на мальчиков и девочек. Можно, конечно, сказать, что, с точки зрения обуви, разницы между мальчиками и девочками нет, но всё равно должно быть, если подходить логически, два последовательных деления по двум признакам. Кстати, отношение между исходным понятием и тем, что получилось в ходе деления, называется подчинение, так же как в случае генетического определения, где мы используем родовое понятие.

Но вернёмся от обуви к жизни. На мой взгляд, тут такая же ошибка, как в магазине. Идёт деление по признаку независимого происхождения (археи и бактерии) и по признаку сложности организации (добавляются кариоты и, иногда, вирусы). Можно попытаться представить, что ABC — это деление по типу организации (археи имеют много существенных отличий от бактерий), но, на мой взгляд, это неравномерное деление. Правильнее было бы делить на прокариот и эукариот, а затем прокариот на бактерий и архей. Такое деление называется классификацией и широко распространено в биологии, в частности, вся систематика строится на принципах классификации (варианта деления понятия). Так вот, если мы делим живые организмы по признаку происхождения, то выделятся только две группы, а кариоты будут их производными (как и вирусы, если мы их считаем клеточного происхождения и живыми).

Что можно дальше делать с таким определением? Можно проанализировать, что общего у бактерий и архей, выделить существенные общие признаки и создать на основе этого понятие "живые существа". Собственно так и формируются все понятия: предметы анализируются, сравниваются, выделяются их существенные признаки и синтезируются понятия. Но чем сложнее предметы, входящие в изучаемое множество, тем сложнее определить, какие признаки существенные, а из-за величины и разнообразия множества сложно найти общее для всех, причём отсутствующее в других множествах предметов. Это одна из причин, почему до сих пор нет точно определённых понятий "жизнь" и "живое существо". Однако, есть ещё одна причина.

Когда мы создаём генетическое определение, нам нужно иметь родовое понятие, которое включает в себя определяемое понятие. А какое понятие является родовым для "живые существа", "живое", "жизнь"? Первые два понятия, как мне кажется, практически синонимичны, но, если для первого родовым понятием можно попробовать сделать "существа", то со вторым менее ясно. С понятием "существа" не всё хорошо, так как не бывает неживых существ, разве что зомби, значит, оно плохо подходит под родовое. А что тогда? Вид материи, материальный объект, тело? Для жизни родовым понятием, как уже было приведено, может служить понятие "процесс", но это очень дальнее понятие, слишком глобальное, мало что проясняющее. Так что одна из важных проблем с генетическим определением жизни в том, что сложно подобрать адекватное родовое понятие. Почему так?

Жизнь — уникальное явление, мы пока не сталкивались с другими формами жизни, знаем только один её тип — белково-углеродный (ну или РНК-углеродный). Человек же может познавать, изучать что-то только в сравнении. Чтобы выделить существенные признаки, нужно иметь внешнюю группу для сравнения, причём она должна быть не очень отдалённой, должны быть общие признаки. Если мы хотим разделить кошачьих на виды, то следует взять как внешнюю группу, скажем, псовых или других хищных, а если возьмём ланцетника, то по сравнению с ним все кошачьи окажутся идентичными. Примерно то же самое происходит с жизнью или живыми существами — нам не с чем сравнивать. И это существенно затрудняет создание логически полного определения. Однако для практических целей мы можем обходиться и более простыми, пусть и логически нестрогими определениями.