Трафарет для світобудови: класифікація в науці

Вивчаючи природу у всій її складності і різноманітності, вчені змушені вводити це розмаїття в якісь рамки. Інакше картина світу починає нагадувати зламаний калейдоскоп. Що б не вивчав дослідник, які б властивості об’єктів не потрапляли в поле його зору, він повинен привнести якийсь порядок в строкатість спостережуваних фактів. При цьому він, як правило, спрощує, а часом навіть спотворює справжній стан справ, але зате отримує можливість порівнювати речі і явища між собою, відкривати зв’язки між ними, а отже, займатися наукою. Іншими словами, наука починається з класифікації.

Класифікуванням займаються всі – це не монополія науки. Навіть трирічний карапуз, розклавши свої кубики на три купки – червоні, зелені і жовті,— можна сказати, вирішив класифікаційне завдання. Правда, поки він не думає про те, як він це зробив. Про це він задумається років тридцять потому, якщо, звичайно, стане вченим.

Наука любить порядок. Але при цьому вона також зобов’язана відповідати своєму «службовому становищу» – правильно описувати, пояснювати, а іноді і передбачати явища в природі і суспільстві. А ось чи любить порядок природа – це нікому в точності не відомо. І починаються муки, сумніви і дискусії.

Отже, порядок, тобто наявність класифікації, – необхідна умова успішної наукової роботи, а відповідність її реальності — достатня. Але якщо вибудувати природничі науки в ряд за ступенем гостроти конфлікту необхідності з достатністю, то «особою», найбільш зацікавленою в усуненні конфлікту, виявиться біологія. Річ у тім, що якщо в геології, географії, хімії, грунтознавстві, метеорології, астрономії і так далі питанням класифікації присвячуються в підручниках параграфи, у кращому випадку, то в біології систематика становить абсолютно особливу і фундаментальну дисципліну. Це та «піч», від якої «танцюють» всі біологи. Службу пічка несе, загалом, справно, Щі та кашу зварити можна, але і клопоту з нею багато: то димить, то чадить, то цеглини випадають.

З виходом же на теоретичний, системний рівень, де об’єктами вивчення є не окремі види, а екологічні спільноти, біогеоценози і біосфера в цілому, труднощі багаторазово зростають. Але лаяти-то піч лають, а перекладати ніхто не береться — ризик великий. Хороші печі класти – мистецтво. Так само, як і будувати хороші класифікації.

Втім, існує точка зору, і її прихильники є у всіх науках, що серед «скрижалей природного порядку», якими є класифікації, теж пора навести порядок. Ліннеї і Менделєєви в науці з’являються не часто. Відкрити (або придумати) щось рівне по досконалості їх творінням – надії мало. Але, може бути, хорошу класифікацію можна обчислити, тобто створити загальну теорію класифікації і на її основі вирішувати спірні питання?

Як не поширені зараз розмови про синтез та інтеграцію наук, наради та конференції з методологічно «інваріантних» питань досить рідкісні. Побоювання зрозумілі: так, і фізик, і лінгвіст, і геолог займаються класифікацією, але чи зможуть вони обговорювати це один з одним? Чи знайдуть спільну мову? І чи буде від таких обговорень користь?

Біологи з Борка виявилися оптимістами. Якось в невеликому і затишному селищі зібралося більше ста фахівців, що представляють майже всі основні «таксони» (таксоном прийнято називати виділену в результаті класифікації, відокремлену за деякими ознаками групу об’єктів) сучасних наук, щоб взяти участь в «школі-семінарі з теорії класифікації».

Ати-бати, йшли дебати…

Сучасна методологія класифікації настійно рекомендує при описі об’єкта виділяти його найбільш істотні ознаки і властивості. Так само вчинимо і ми, характеризуючи події, що відбувалися під час семінару. Різноманітність інтересів, точок зору, стилів мислення і способів аргументації, продемонстрованих учасниками, поступалася хіба що різноманітності природи. Цікаво, що цьому феномену відразу ж знайшлося теоретичне пояснення. Філософ Г. П. Щедровицький у своєму виступі накреслив на дошці схему, де були показані всі види діяльності вченого: власне наукова робота, її самооцінка, методологічне, гносеологічне і філософське осмислення, зв’язки з практикою і управлінням. Залежно від того, в якій частині схеми усвідомлює себе вчений в момент міркування, його точка зору на теорію, на класифікацію, на теорію класифікації буде різною. Ця «теорія відносності теорій» справила на слухачів настільки сильний вплив, що в подальшому майже кожен виступаючий вважав своїм обов’язком попередити, з якої точки пізнавального простору він веде мову.

Важко назвати велику подію в історії науки або ім’я великого вченого всіх часів, про які б так чи інакше не згадувалося на семінарі. Але найбільше апелювали, зрозуміло, до авторитетів, які залишили найбільш глибокий слід в теорії і практиці класифікування: Аристотеля, Карла Ліннея, Чарльза Дарвіна, Д. І. Менделєєва.

Питання, питання, питання… Не дивно, що деякі зітхали і хитали головами: якщо не можемо чітко визначити, що є класифікація, то яка вже тут теорія? Не поспішайте, заперечували інші, в математиці поняття множини теж чітко не визначено, проте теорія множин існує! Формальний апарат знайдеться і для оперування з нечіткими уявленнями, так що головна проблема не в цьому. Якою б не була теорія класифікації, вона повинна зайняти своє місце в загальному потоці наукового мислення і діяльності, отже, її постулати і структура не можуть бути довільними, а повинні випливати з усього досвіду, традицій і логіки розвитку науки. І не тільки науки – так було заявлено в спільній доповіді математика Ю. А. Шрейдера і філософа Н. І. Кузнєцової,— а і всієї минулої і сучасної культури і цивілізації. Кожна епоха висуває свої ідеали науковості, логічності, гармонії і корисності.

Вчений теж житель своєї епохи, і він, може бути, неусвідомлено, але завжди прагне оформити відоме йому знання в такі структури, які найбільш співзвучні духу часу. «Фактом культури є і наша з вами зустріч», – розвивала далі цю думку Н. І. Кузнєцова. Вона розповіла про звичай, що існував нібито ще в стародавньому Вавилоні. На головну площу міста виносили важко хвору людину, і моральним обов’язком кожного перехожого було зупинитися і поділитися своїм досвідом, дати пораду. Іноді таким шляхом вдавалося витягнути пацієнта з абсолютно безнадійних ситуацій. Такий спосіб обміну інформацією Наталія Іванівна охрестила «інформаційним базаром» і висловила гіпотезу, що зустріч в Борку можна віднести саме до цього типу людського спілкування.

«Який базар? Причому тут культура? – висловлювали своє здивування представники іншого флангу класифікаторів, яких можна умовно назвати “практиками”.- Треба вирішувати класифікаційні завдання, і справа теорії – дати такі методи, які дозволили б середньому, звичайному вченому діяти в конкретних ситуаціях не гірше Ліннея».

Е. Резерфорду приписують поділ всіх наук на фізику і колекціонування марок. У неявній формі тут присутнє переконання, що у фізиці класифікація грає не настільки істотну роль. Функції «правоохоронців» тут несуть закони – Ньютона, Максвелла, початки термодинаміки, рівняння Шредінгера і так далі. І лише там, де ці закони ще не відкриті, присутні класифікаційні муки, наприклад у фізиці елементарних частинок. Але фізикам навіть таке, не настільки вже велике число універсалій здається надмірним. У доповіді фізика-теоретика Ю. І. Кулакова явно проглядалося прагнення намалювати своєрідне «дерево» фізичних законів, в основі якого лежало б мінімальне число постулатів, що відображають найзагальніші структурні властивості реального світу. І бажання надати картині світобудови максимальну красу і гармонійність грало в цих побудовах не останню роль.

Скажи мені, хто твої мерони…

Біологія вивчає життя. Не чиєсь конкретне життя, а життя як явище природи, як особливу форму існування і руху матерії. Але ось що дивно: на питання, що таке життя, біологи поки впевнено відповісти не можуть, незважаючи на величезний досвід спостережень над найрізноманітнішими формами прояву цього «очевидного і неймовірного» феномена. Пошуки елементарного носія життя, межі, що розділяє живе і неживе, здавалося, ось-ось увінчаються успіхом, і відбудеться це на субклітинному, макромолекулярному рівні (раніше ж на цю роль претендував окремий організм, потім клітина). Однак останнім часом у макромолекули, клітини організму з’явилися суперники, що займають абсолютно протилежні місця на шкалі рівнів організації живої матерії: популяція, біоценоз, біосфера.

Яке з цих понять слід прийняти за вихідне при побудові природного біологічного порядку? Як випливає з повідомлень, зроблених на семінарі, можна спробувати будь-яке з перерахованих і багато інших, але найбільш природною з часів Ліннея і до сих пір вважається класифікація за видами. Її теорія і практика мають багаті традиції і найбільш повно розроблені, але… чим далі в ліс, тим більше «труднощів з дровами». І це стало однією з головних причин, що змусили біологів винести свої сумніви і турботи на загальнонауковий суд.

Коли в науці занадто мало фактів, їй потрібні нові факти. Якщо фактів багато, виникають і класифікації, і теорії, причому іноді вони утворюють настільки вдалий альянс, що забезпечують успішний розвиток даної науки на багато років (приклад — таблиця Менделєєва і атомна теорія). Коли ж такого альянсу відразу не виходить і число самих класифікацій перехльостує через край, з’являється природне бажання і на класифікацію «навести теорію».

Як і у всякій справі, при побудові класифікацій важко даються перші кроки. Їх два: вибір об’єкта і істотних ознак, що описують його. Іншими словами, потрібна точка опори, початок відліку, вихідний пункт. З чого починається класифікація? За твердженням С. В. Мейєна, доктора геолого-мінералогічних наук, відомого фахівця зі стратиграфії, палеонтології та теорії еволюції,— з деякою попередньою, вже наявною класифікацією, але заснованою не на правилах суворої логіки, а на досвіді, інтуїції і здоровому глузді. Наприклад, поділ тварин на птахів, риб, комах, чотириногих і так далі існував вже не тільки до Ліннея, а й до Аристотеля. Науковий підхід формулює правила, за якими має проводитися поділ об’єктів на групи, класи і так далі, а також вказує ознаки, що лежать в основі поділу.

З точки зору логіки для кожного поділу така ознака повинна бути одна: хижі — травоїдні, ссавці, яйцекладні. Так у біосистематиці виникають таксони. А як бути з усім розмаїттям інших властивостей, що відображають будову, розвиток і поведінку досліджуваних організмів? Невже вони не грають в класифікації ніякої ролі? Це було б абсурдно, і фактично справа йде не так.

І ось, з легкої руки того ж С. В. Мейена, спочатку на сторінках публікацій, а потім і у виступах учасників семінару замиготіло слово «мерономія». Для того, щоб оцінити корисність нового поняття для класифікаційних проблем, звернемося за допомогою до старого знайомого — трирічного карапуза і попросимо його зобразити на папері людину і, скажімо, собаку. Якщо юний класифікатор не володіє задатками майбутнього Рєпіна, то він, швидше за все, скористається нехитрими алгоритмами типу: «точка, точка, два гачечка… В результаті вийдуть не малюнки, а як би схеми, на яких умовно позначені і з’єднані один з одним окремі істотні частини («деталі») організмів. Ось ці-то «частини-деталі» (на відміну від «частин-осколків»), взяті з урахуванням їх місця в загальній схемі, і запропоновано називати меронами, а всю схему сукупність меронів — архетипом. Архетипи споріднених видів в більшій чи меншій мірі схожі один з одним (наприклад, зображену малюком собаку деякі можуть прийняти за корову) і складають своєрідний ряд мінливості ознак, який в біології прийнято іменувати гомологічним. Ми не помістимо слона в один розряд з мухою на тій підставі, що і у тих, і у інших є голова і кінцівки, оскільки голова мухи далеко не гомологічна голові слона.

Отже, фактично при класифікації мають місце дві взаємообумовлені процедури, таксономія – розбиття безлічі об’єктів на групи і мерономія — розчленування об’єкта на структурні частини. У широкому сенсі мерони можна виділяти не тільки як частини організму, але і як окремі етапи його розвитку (архетип розвитку) і як типові поведінкові акти (архетип поведінки). Врахування відповідних гомологій, безсумнівно, може пролити додаткове світло на деякі класифікаційні проблеми, і ключ до цього — обчислення меронів по Мейену, або, іншими словами, скажи мені, хто твої мерони, і я скажу тобі, що ти за архетип.

Як бачимо, учасники школи не тільки ставили проблеми, а й пропонували часом досить конструктивні підходи до їх вирішення. На жаль, навіть при самому оптимістичному погляді проблем все ж виявлялося більше. Особливо яскраво це проявилося в суперечці між прихильниками так званих «природних» і «штучних» класифікацій. Вкажемо крайні точки зору. Кредо «штучників» (у спрощеному вигляді) полягає в тому, що оскільки класифікація — це інструмент пізнання, то до неї не застосуємо епітет «природний» або «неприродний». Інструмент може бути точним або неточним, зручним — незручним і так далі. Приписуючи природі наявність кордонів, ми кожен раз виходимо зі сенсу розв’язуваної задачі і властивої нашим почуттям (і приладів) роздільної здатності. Всяка природність, таким чином, відносна. Ні, відповідають «природничники», у всякій хорошій класифікації є елементи абсолютного, з розвитком науки в кожній області природознавства може бути знайдений свій «класифікаційний абсолют», що володіє екстремальними властивостями по узагальненню, поясненню та прогнозуванню фактів і явищ. Запорукою тому – наявність природної системи в самій природі.

Надії на вирішення цієї суперечки і багатьох інших якраз і пов’язані були з очікуваними успіхами в створенні теорії класифікації. Чи виправдалися вони для тих, хто протягом тижня без страху, хоч і з докорами, ламав списи в селищі Борок? Сказати, що в повній мірі, – не можна. Так, до речі, і не буває. Але деякі важливі і плідні для подальшої роботи обставини стали зрозумілі. По-перше, майбутня ЗТК (загальна теорія класифікації) повинна складатися, мабуть, з трьох поверхів. На заселення кожного поверху є серед вчених свої претенденти. Для одних класифікування – це, перш за все, один з методів обробки інформації, розкладання її по заздалегідь заготовленим поличкам. На цьому рівні питання про те, чому полички саме такі, а не інші, не обговорюється. Тоді завдання теорії – забезпечити такі алгоритми обробки даних, щоб інформація сортувалася швидко з мінімальними спотвореннями. Резонно назвати це коло завдань «інформаційним синтаксисом».

Але проблема, як розмістити полички, все ж існує, її доводиться в кожній області час від часу частково або повністю переглядати. І не на довільних засадах. Біолог, наприклад, твердо знає, що не всіх можна «впрягти в один віз» — кінь відноситься до загону непарнокопитних, а лань — до парнокопитних. Таким чином, на цьому рівні важливо співвіднесення спостережуваних фактів зі смисловим змістом понять, вироблених в даній галузі знань. Тут доречний термін «класифікаційна семантика».

Нарешті, жителів третього поверху хвилюють питання про цільове призначення тієї чи іншої класифікації, про можливість її використання для подальшого розвитку науки, про її універсальність. Чи правомірно пред’являти до класифікацій естетичні вимоги або найголовніше – щоб вони «працювали»? Тут вже важко говорити про теорію в повному сенсі, а скоріше про деякі принципи, які визначають стиль і напрямок діяльності кожного вченого. Це – своєрідна «класифікаційна прагматика».

Враховуючи склади відмінності в інтересах учасників, термінологічний різнобій і невідповідність в методологічних рівнях розвитку різних наук, можна було побоюватися, що здійсняться найнесприятливіші ситуації з числа описаних в байках Крилова. На щастя, ці побоювання не виправдалися.

Виявилося, що при бажанні вузькі фахівці можуть знайти спільну мову при обговоренні широких питань. Це бажання проявлялося не тільки в опівнічних продовженнях денних дискусії, не тільки в достатку жартів та іронії (у однієї з учасниць навіть виник намір написати трактат на тему «Роль гумору в розвитку науки»), але і у взаємному інтересі, в готовності вислухати і, нехай з пристрастю, але без зневаги обговорити чужу точку зору. Знаменно, що одну зі своїх науково-публіцистичних статей, написану кілька років тому, Сергій Вікторович Мейєн назвав «Принцип співчуття». На прикладі школи можна було бачити, що цей принцип грає в розвитку науки вельми важливу роль.

Наукові класифікації – це своєрідний перископ, спрямований з просторів «простору мислення» в глибини океану незнання. Створення технології виготовлення такого складного і досконалого приладу, причому не зі скла і металу, а з ще більш крихких, логічних конструкцій,— справа делікатна, що вимагає узгодженої і кропіткої роботи фахівців багатьох наукових професій.

Автор: В. Свіньїн.