Лагуна. Как Аристотель придумал науку

Через семьдесят дней после дня зимнего солнцестояния, в начале марта, задувают “птичьи ветра” (ornithiai anemoi). Тогда перелетные птицы начинают прибывать на Лесбос. В болотах и заводях между городом Скала и устьем реки Вуварис, где Лагуна переходит в сушу, они суетятся среди тростников и пробираются по мелководью, высоко над которыми из Африки потоком летят хищники. Любители птиц следуют за ними из стокгольмского аэропорта Арланда, амстердамского Схипхола и лондонского Гэтвика. Они наблюдают за птицами в объектив, ссорятся подобно ходулочникам и педантично обновляют свои сайты (“7 мая. На соляных разработках замечен бекас. Говорят, он присутствует там и сегодня, что бросает тень на вчерашнее заявление об обнаружении дупеля”). Остров кишит аристотелевскими птицами. Вот описание Аристотелем одной из них (на самом деле эта птица на Лесбосе лишь зимует): “Tyrannos лишь немногим крупнее саранчи, его хохолок цвета солнца, сияющего сквозь дымку. Это во всех отношениях прекрасная и изящная птичка”. Речь идет о желтоголовом корольке (Regulus cristatus), обитающем в сосновых лесах Лесбоса.





Epops Аристотеля – удод (Upapa epops)



Вероятно, весной, когда оливковые рощи Пирры краснели анемонами, а облака расступались перед горой Олимбос, Аристотель ходил смотреть на птиц. Красота птиц – в их открытости. Рыбы скрываются в глубине, звери прячутся в лесу, а птицы живут у нас на виду. Поэтому, кажется, Аристотель хочет объяснить “большее или меньшее”, различия в размере и форме, которые демонстрируют роды в составе высших родов, и часто говорит об этих различиях.

Аристотель начинает с распределения птиц: хищные, водные, болотные и т. д. Это не таксономические группы, а функциональные, вроде гильдий[68]. Хищным птицам (орлы, ястребы) приходится искать, ловить и умерщвлять добычу, и поэтому у них крупные когти, мощные крылья, короткая шея и превосходное зрение. Водным птицам (утки, поганки) нужно плавать, нырять и срывать водные растения – и поэтому у них короткие ноги и перепончатые лапы, похожие на весла, длинная шея и плоский клюв. Болотные птицы (цапли, журавли, ходулочники) живут на болоте и ловят рыбу – и поэтому у них длинные ноги, длинная шея и копьевидный клюв. Мелкие птицы (вьюрковые) собирают семена или клюют крошки – и поэтому у них короткий изогнутый клюв. Некоторые птицы – мощные летуны, поэтому они могут мигрировать в дальние края.

Пожалуй, в этих строках “Истории животных” впервые в эволюционной биологии применен функциональный подход к объяснению явлений. Люди, цитирующие слова Дарвина про вьюрков Галапагосских островов (“Наблюдая постепенность и различие в строении в пределах одной небольшой, связанной тесными узами родства группы птиц, можно действительно представить себе, что вследствие первоначальной малочисленности птиц на этом архипелаге был взят один вид и видоизменен в различных целях”), обычно интересуются тем, как изменился отдельно взятый вид. Но рассмотрим сначала градацию и разнообразие структуры, а после то, к чему эта структура была приспособлена. Так, у вьюрков одного вида клюв приспособлен для раскалывания твердых семян с шипастой оболочкой, у второго – для склевывания крошечных семян, у третьего – для прокалывания кожи олушей, чтобы напиться их крови[69], у четвертого – для поедания насекомых, а один приспособился, подобно дятлу, использовать колючки кактусов для выуживания насекомых из коры. Примите во внимание все эти данные, и вы получите анализ в чисто аристотелевском духе.

В книге “О частях животных” Аристотель пишет, что природа создает инструменты для регулирования функций, а не функции для регулирования инструмента. Сейчас это банальность. Но именно он первым увидел, что птица – это не просто шкафчик для деталей, а летающий набор инструментов.





46


Чтобы вполне объяснить природное явление, следует поставить четыре вопроса и ответить на них. Аристотелю ясно, что вопрос ради чего следует задать первым.

В лучшем случае, утверждает Аристотель, отдельные организмы могут стать бессмертными. Но они умирают. Так что они выбирают второе по степени полезности занятие: размножение. Для этого, в свою очередь, им необходимы части тела для питания, дыхания, спаривания и т. д. Функциональную часть тела Аристотель называет organon (греч. “орудие”, “инструмент”), отсюда наше “орган”.

Именование частей тела инструментами может навести на мысль, что аристотелевская телеология – не более чем наивный функционализм в духе Сократа, Платона или Пейли (зрачки – это “двери глаз” и т. д.). Конечно, у Аристотеля множество подобных объяснений. Он приводит список признаков животных, прямо как в современных учебниках (питание, дыхание, защита, подвижность, раздражимость), и он распределяет их по органам, допуская, что у некоторых органов много функций. Иногда такое деление дается легко (желудок нужен, конечно, для пищеварения), иногда не без труда (Аристотелю не до конца ясно, зачем селезенка и нужна ли она вообще). Иногда он ошибочно считает, что это легко: Аристотель уверен, что знает, для чего сердце и мозг, а на самом деле он не имеет об этом понятия.

Как бы то ни было, общая телеология этого сорта – лишь начало, ведь аристотелевская программа предлагает гораздо больше того, о чем могли мечтать Сократ, Платон и Пейли. Аристотель – сравнительный биолог. Настоящий интерес у него вызывает специфическая телеология. Он желает знать не только то, почему некоему животному присущ некий признак, но и почему у других животных его нет. Чтобы ответить на этот и бесчисленное множество подобных вопросов, Аристотель разработал систему телеологических принципов. Выходит, что трактат “О частях животных” – рассказ о том, почему одни животные летают, вторые плавают, а третьи ходят, о зубах зверей и когтях птиц, о челюстях и лапах, рогах и копытах. А еще – о слоновьем хоботе.





47


“Нос слона уникален среди носов животных своей длиною и необычайной гибкостью”. Может быть, Аристотель и не видел слона, однако про слоновий хобот ему есть что сказать.

Аристотель, желая пояснить, почему определенное животное обладает определенными признаками, иногда обращается к образу его жизни: месту обитания, рациону и взаимодействию с другими животными (словом, к bios). Так он рассказывает о птицах. И об обитателях глубин: “У морских животных тоже много специальных умений [technika], связанных с их образом жизни, и истории о рыбе удильщике и электрическом скате – чистая правда”. Аристотель рассказывает, как удильщик прячется в песке и иле, выставляет наружу приманку и засасывает в пасть привлеченных ею рыб, и как электрический скат оглушает добычу.

Когда Аристотель описывает удивительный нос слона, он начинает с его образа жизни. Аристотель полагает (лишь незначительно ошибаясь), что слоны живут в болоте, ведь они обожают воду:

Когда ныряльщики долгое время остаются под водой, они обеспечивают себя дыхательными приспособлениями и используют их, вдыхая воздух с поверхности. Природа обеспечила похожим дыхательным механизмом слона, удлиннив его ноздри.





Narkē Аристотеля – глазчатый электрический скат (Torpedo torpedo)



Действительно ли античные ныряльщики ныряли, пользуясь трубкой, а слоны – хоботом? Откровенно говоря, я сомневался в обоих утверждениях. Но Д. Л. Джонсон[70] сообщает, что африканские слоны плавают в реке Замбези, а азиатские – между островками в Шри-Ланке, и что слоны делают это, вытянув хобот вверх и совершая подпрыгивающие движения, похожие на дельфиньи. (Максимальная скорость и дальность – 1,5 узла [ок. 2,8 км/ч] и 26 морских миль [ок. 48 км] соответственно.) Джонсон прибавляет, что слонов редко можно видеть плывущими, обычно они делают это по ночам. И, чтобы заткнуть рот скептикам, демонстрирует нечеткую фотографию.

Однако среда обитания слона не в полной мере объясняет наличие хобота. Бегемоты, тюлени и крокодилы едва ли не более склонны к земноводному образу жизни, при этом хобота у них нет. Слон, должно быть, сталкивается с уникальной проблемой, наилучшим решением которой стал хобот. Так и есть. Однако это не одна проблема, а целая их группа. Хобот связан не только с жизнью в болоте. Слону приходится функционировать (дыша, питаясь, защищаясь от хищников и т. д.), будучи ограниченным набором своих признаков. Полное описание Аристотелем хобота начинается с перечисления функций и признаков и разъясняет смысл и следствия их наличия в виде занимательных причинно-следственных связей.

Слону необходима защита. От кого, Аристотель не упоминает. По-видимому, никто слабее martikhōras (тигра) с его тройным рядом зубов не способен угрожать слону. Слона охраняют уже его размеры, и это имеет свои последствия. Поскольку слон – крупное животное, его ноги должны быть толстыми и, значит, негибкими, а это делает слона малоподвижным. Возможно, это не играет роли на твердой земле, но слон живет в болотистой местности. Так что в долине Инда попавшему в трясину слону грозит смертельная опасность. Или грозила бы, если бы природа не подарила слону хобот[71].

Аристотель называет объяснения этого вида условной необходимостью. Дано: некоторая цель x и орудие для ее достижения y. Тогда орудию y необходимо условие z, чтобы осуществить x. Пример Аристотеля тривиален. Если цель x – разрубить что-либо, а орудие y – топор, то топор должен быть из твердого материала, например из меди или железа. Но принцип применим не только к топорам. Он всеобщий: если нужно дышать, а вы неповоротливое четвероногое, обитающее в болотах, то вам потребуется длинный нос. Это аристотелевский способ установить и выразить ту истину, что живое существо – это единое целое, всякая часть которого прилажена ко всем остальным так, чтобы существо выжило. Если перемешать части, относящиеся к различным формам, получатся нежизнеспособные чудовища. Поэтому селекционизм Эмпедокла абсурден.

В “Истории животных” Аристотель разбирает их, чтоб установить связи. Во “Второй аналитике” он описывает метод, с помощью которого отыскивает причины этих связей, а в трактате “О частях животных” Аристотель “собирает” живые организмы обратно и применяет свой метод на практике. Таким образом, принцип условной необходимости становится единственно важным работающим телеологическим принципом. В книге цепочки причинно-следственных связей множатся и ветвятся, и сложно увидеть, где они начинаются и заканчиваются. Аристотель приводит еще один пример условной необходимости слоновьего хобота. Описание заканчивается объяснением использования хобота в качестве руки, но начинается с пальцев ног.

Необычность пальцев слона – в их количестве. Поскольку их очень много (больше, чем у копытных), у слона есть функциональное сходство с кошками, собаками, людьми и другими многопалыми животными. Многопалые животные захватывают и держат пищу передними конечностями. Однако слон на это не способен, поскольку сам он велик, а его ноги толсты и плохо гнутся[72]. Здесь воображаешь, как слон с неподходящими конечностями умирает от голода в тиковом лесу. Но природа снабдила несчастное животное подобием руки. Чтобы сопоставить этот факт с применением хобота в качестве трубки для ныряния, понадобится схема причинно-следственных связей: она поможет понять, логична ли аргументация Аристотеля. Она логична, но непонятно, как Аристотель (судя по всему) обошелся без нее.





48



Аристотелевский анализ анатомии птиц настолько ясен и четок, что не сомневаешься: таков же весь текст “О частях животных”. Ожидаешь найти полномасштабное объяснение превосходной (этот эпитет редко забывают в подобных случаях) приспособленности животных к среде в духе адаптационизма.

Но нет! Кое-где в книге Аристотель объясняет адаптации исходя из образа жизни животных, однако преобладают рассуждения в духе условной необходимости: объяснения существования и строения одних частей тела другими. Одна из причин – подход Аристотеля к таксонам. Одни биологи рисуют картину широкими мазками, сравнивая типы животных и игнорируя виды. Другие пишут “семейные портреты” небольших групп: скажем, жуков-скакунов. А многие и вовсе занимаются каким-либо одним видом: лабораторными мышами, плодовыми мушками, червями C. elegans, людьми. Аристотель же работает со всеми таксонами сразу. Его взгляд скользит то вверх, то вниз по древу классификации, иногда задерживаясь на людях, а иногда охватывая сразу всех животных с кровью. В трактате “О частях животных” Аристотель обращается главным образом к различиям между высшими родами.

Тактика очевидная, ведь наибольшее разнообразие жизненных форм можно найти, рассматривая сразу несколько крупных таксонов. Представители высших родов различаются не “более или менее”, как одна птица отличается от другой. Разница возникает уже на уровне плана строения тела. Если органы представителей разных высших родов похожи, то лишь потому, что они выполняют сходные функции. Притом телеологически объяснить различия таких крупных таксонов сложнее всего. Почему у птиц клювы, а у четвероногих животных зубы? У большинства животных рот расположен на одном конце тела, анальное отверстие – на противоположном. У головоногих не так – а почему? У некоторых животных есть кровь, а у других нет. Почему? Каждый высший род настолько отличается от остальных и объединяет настолько разные организмы, что очень сложно связать их форму с образом жизни – если, конечно, эта связь не очевидна. Да, у рыб вместо ног плавники, а вместо легких жабры, так как они живут в воде – на подобные вещи Аристотель указывает. Но в общем случае, рассматривая различия между высшими родами, он даже не пытается найти им объяснения[73].

Может показаться, что Аристотель исчерпал свои возможности толкования чего бы то ни было. Но на самом деле он только начал. Его метод таков. У каждого высшего рода Аристотель оценивает ряд конкретных признаков как примитивные (скорее в эпистемологическом, чем в эволюционном смысле). Они – данность, так что объяснять их необязательно. Тем не менее, эти признаки служат стартовыми точками объяснений. Аристотель нередко обозначает примитивность признака, упоминая, что он входит в состав “определения [logos] сущности [ousia]” животного. У птиц такой признак – способность к полету, у рыб – к плаванию. Кроме того, для птиц (и, вероятно, ряда других животных) таким необъясняемым признаком служит наличие легкого. У живородящих четвероногих (большинство млекопитающих), яйцеродящих четвероногих (большинство рептилий и амфибий), птиц и рыб это наличие крови. Для всех животных – способность ощущать. Аристотель явно указывает лишь некоторые из главных признаков, но повествование ведет так, будто их гораздо больше.





Пищеварительный тракт птиц

Слева: alektōr Аристотеля – домашняя курица (Gallus domesticus)

Справа: aietos Аристотеля – орел (Aquila sp.)



Например, Аристотель не объясняет, почему у птиц клюв. Это данность. Однако следствия он перечисляет. Поскольку у птиц нет зубов, они не в состоянии пережевывать пищу. Чтобы компенсировать этот недостаток, одни птицы (голуби, пеликаны, куропатки) обзавелись зобом. У других (вороны) “широкий пищевод”. Третьи (пустельги) имеют “перед желудком вздутую часть пищевода для предварительного хранения необработанной пищи, или расширенную часть самого желудка”. У многих птиц желудок “твердый и мясистый” (мускульный желудок), чтобы “можно было долгое время хранить и переваривать неразмельченную пищу”. У болотных же птиц нет ни зоба, ни широкого пищевода, так как их пища легко размельчается. Перечисленные черты анатомии в целом верны. Вывод Аристотеля: всем этим птицы снабжены из-за отсутствия у них зубов.

Аристотель применяет ту же логику для объяснения того, что некоторые некоторые из пастбищных травоядных (лошади, ослы, онагры) имеют одинаковое число зубов на верхней и нижней челюстях и простые желудки, а у других (коров, коз, овец) число зубов на верхней и нижней челюстях различается, а желудки сложные. Таким же образом он поясняет, почему у некоторых рыб “простые” жабры, а у некоторых они “двойные”, или почему страусы не летают. Или почему… Примеров можно привести множество: почти каждой строке “О частях животных” требуется пояснение.





49


В порту городка Митимна на северном побережье Лесбоса я однажды обнаружил высохшего морского ежа неизвестного мне вида. Я вспомнил описание у Аристотеля: это животное невелико, имеет крупные твердые иглы и заметно отличается от “более упитанных” морских ежей из Лагуны с их хрупкими иглами. Аристотель не называет необычного морского ежа, но сообщает, что тот живет “на большой глубине”, что соответствует месту моей находки. Деревня Митимна стоит на северном побережье Лесбоса, у пролива глубиной 300 м или больше.

Томпсон в “Глоссарии греческих рыб” идентифицировал безымянного глубоководного морского ежа как Cidaris cidaris, и справедливо. Остатки представителя именно этого вида я держал в руке. Аристотель пишет, что этот морской еж “применяется иногда [как средство] от затрудненного мочеиспускания”. (Не думаю, что и теперь его так используют.) Впрочем, Аристотеля мало интересует полезность животного: интереснее, почему у животного такие длинные иглы.





Ekhinos genos mikron Аристотеля – обыкновенный копьеносный морской еж (Сidaris cidaris)



Аристотель знает, что иглы нужны для защиты, и можно ожидать предположения, что живущие на глубине иглокожие нуждаются в столь длинных иглах по функциональной причине – например, обитающие там рыбы особенно свирепы. Однако Аристотель объясняет: длинные иглы не дают заметных преимуществ. Это просто результат “материальной природы” морского ежа.

Хотя Аристотель корит предшественников за дремучий материализм, сам он вполне верит в силу материи. В конце концов, без нее формы не могут существовать. Если отвлеченно рассматривать формы и материю, то форма, несомненно, важнее: сфера остается сферой, будучи изготовленной и из дерева, и из железа. С другой стороны, сфера – очень абстрактный пример. Живые формы гораздо больше зависят от материала. Можно вырезать человека из дерева, но он не сможет ни ходить, ни говорить.

Всякое животное у Аристотеля – иерархически организованная трехуровневая система. Нижний уровень – это начала. Верхний – органы. Средний – однородные части: кровь, семя, молоко, жир, костный мозг, мышцы, жилы, волосы, хрящи, кости. Я бы назвал их тканями, но этот термин несколько нарушит то значение, которое Аристотель вкладывает в понятие “однородные части”. Мы знаем, что ткани сложены из клеток, но Аристотель считал, что однородные части действительно однородны – то есть совершенно лишены микроскопических составляющих. У каждой однородной части собственная “материальная природа”, набор функциональных признаков – мягкий, сухой, влажный, эластичный, хрупкий, – который зависит от конкретных пропорций начал. И хотя однородным частям присущи собственные функции (кость защищает мышцы), их настоящая цель – быть материалом для органов.

Аристотель замечает, что у разных животных однородные части неодинаковы. Животные отличаются теплотой крови, твердостью костей, мяса, жира и кожи, объемом костного мозга. Конечно, у многих животных нет крови, мышц или костей, однако у них могут иметься аналогичные однородные части, обычно не имеющие собственного названия. Кажется, Аристотель считает, будто однородным частям любых животных присуща некая врожденная форма, однако их качество и состав различаются в зависимости от состояния здоровья, характера питания и времени года. Это базовые блоки физиологии Аристотеля, а также связующие звенья между средой и организмом.

Это позволяет совершенно по-новому объяснить разнообразия животных. Аристотель не пытается дать телеологическое объяснение всех без исключения вариантов в пределах этого разнообразия. Некоторые случаи прямо обусловлены средой. Аристотель пишет: на глубине, где обитает безымянный морской еж, холодно. По этой причине ежу не хватает тепла, чтобы переваривать пищу. (Все морские ежи причислены у него к достаточно холодным животным.) Таким образом, из-за недостатка тепла и недостаточно интенсивного “варения” у глубоководного морского ежа остается много лишней материи. Она переходит в иглы, и поэтому они длинны. Холод же вызывает отверждение игл.

Объяснение очень механистичное. Длинные иглы результат “необходимости” – хотя Аристотель говорит скорее о материальной, а не условной необходимости. Ведь длина игл не объяснима никакой функциональной надобностью, кроме примитивной физиологии. Получается, морские ежи отращивают иглы различной длины в ответ на влияние среды. Биологи называют это фенотипической пластичностью (или модификационной изменчивостью), однако приведенное объяснение появления длинных игл не годится для Cidaris cidaris, у которого такие иглы – признак, характерный для вида. Но Аристотель считает иначе. Ему кажется, что иглы глубоководного морского ежа – тот случай, когда материя побеждает форму.





50


Аристотель, разбирая строение тела животного, мыслит как архитектор или инженер. Первым делом он думает о цели, которой служит тот или иной орган. При этом Аристотель прекрасно понимает, из чего сложены органы. В его зоологических текстах мы находим объяснения двух типов: условная и материальная необходимость. Как правило, они связаны.

Аристотель предполагает, что в общем случае органы сложены из подходящего материала, что материальная природа их однородных частей (биофизика тканей) соответствует функциональным нуждам животного. Однако ученый допускает, что у животных не всегда находятся необходимые части. Тот факт, что тела конкретных животных сложены из материи конкретных видов, ограничивает набор органов. Это может даже сделать невозможным обладание органами, которые пришлись бы очень кстати. Соответственно, животные производят материи больше необходимого. Иногда ее излишки используются для “постройки” органов желательных, но не жизненно важных. Для Аристотеля, как и для архитектора, функция не определяет все.

Приводимые учеными примеры того, как свойства однородных частей совпадают с функциональными требованиями – отрада биофизика. Змее необходимо видеть, что сзади, однако у нее нет ног и она не может развернуть тело. Поэтому она поворачивает голову и позвоночник у нее гибкий. Когда скат плывет, его тело двигается волнообразно (ундулирует), ему также нужен гибкий скелет – и поэтому у ската вместо костей хрящи. Пищевод у человека должен расширяться, чтобы пропускать пищу и не страдать от ее выступающих частей – и поэтому пищевод эластичен и одновременно снабжен мышцами. Пенис мужчины должен быть способен и расслабляться, и вытягиваться, наливаясь пневмой, и поэтому этот орган составлен из подходящего вещества. Все перечисленное – примеры условной необходимости, определяющей свойства какой-либо однородной части.

С надгортанником дело обстоит иначе. Аристотель замечает, что шея устроена не слишком рационально. Поскольку гортань и трахея расположены непосредственно спереди пищевода, животные могут задохнуться, подавившись пищей. Формируя млекопитающих, природа обошла это затруднение: сконструировала “крышку” для гортани – надгортанник, который во время глотания закрывается. Но у птиц и рептилий надгортанника нет. Почему? Аристотель отвечает: мясо и кожа этих животных “сухие”, и “не может быть подвижной часть, составленная из подобного мяса и подобной кожи”. Впрочем, птицам и пресмыкающимся природа предложила другое решение: сокращение гортани при необходимости[74].

Аристотель обычно уверен в собственных знаниях относительно функций тех или иных органов. Однако селезенка представляет для него загадку. Ученый небезосновательно считает, что она не жизненно важна. Аристотель знает, что у многих животных с кровью селезенка мала, и думает, что у иных ее вовсе нет. Поэтому он считает вероятным, что этот орган появился в противовес печени (вообще-то Аристотелю нравится объединять органы в пары по сторонам от основной оси тела), что селезенка помогает печени переваривать пищу или способствует “подвешиванию” кровеносных сосудов к органам. Но ученый отзывается о селезенке как о необязательном органе, которому природа нашла иное, не особенно важное, применение[75].

Конечно, не все отходы жизнедеятельности бесполезны. Аристотель относил к ним и желчь. И шел в этом случае против общего мнения. Греки использовали для гадания желчные пузыри жертвенных животных. Более рационально мыслящие натурфилософы выдвигали гипотезу, что желчный пузырь может быть органом чувств. Гиппократики и Платон считали, что желчь появляется при различных заболеваниях. Аристотель это отрицает и, приводя данные сравнительной анатомии (у одних животных есть желчный пузырь, а у других нет), утверждает, что желчь – это некое образующееся в печени выделение из крови. Это выделение изливается в кишечник, и в целом оно бесполезно: “Иногда природа обращает в пользу даже выделения; однако поэтому не следует всюду искать цель, но раз некоторые вещи обладают такими-то свойствами, из этого по необходимости возникает многое другое”[76].