Войти в систему

Home
    - Создать дневник
    - Написать в дневник
       - Подробный режим

LJ.Rossia.org
    - Новости сайта
    - Общие настройки
    - Sitemap
    - Оплата
    - ljr-fif

Редактировать...
    - Настройки
    - Список друзей
    - Дневник
    - Картинки
    - Пароль
    - Вид дневника

Сообщества

Настроить S2

Помощь
    - Забыли пароль?
    - FAQ
    - Тех. поддержка



Пишет ivanov_petrov ([info]ivanov_petrov)
@ 2006-02-15 10:34:00


Previous Entry  Add to memories!  Tell a Friend!  Next Entry
Разговор физика и биолога (9)
Письмо девятое, где физик, доведённый до отчаяния тупостью собеседника, пытается закрыть дверь беседы… Но неудачно, потому что биолог тут-то и становится разговорчив
flying_bear
«Кажется, что слишком просто и общо? Это потому, что он общий. Методов познания мало… …Если будет что-то другое, сравнимое с той схемой, которую предложил я – ну, можно говорить, кто ошибся. А так – всё, что можно сказать, что Вам это не нравится.»

Логически, это не совсем аккуратное рассуждение. Я сомневаюсь в том, что можно вообще говорить (на нынешней стадии) о едином научном методе. Вы мне говорите - предложите другое. Я подозреваю, что другого просто не существует. В идеале, хотелось бы понять, какие у Вас есть аргументы в поддержку существования единого метода. Кроме исторических, т.к. то, что лет сто и, тем более, двести назад можно было говорить об едином методе - с этим я и не спорю. А сейчас? Пока впечатление, что методы работы друг друга мы понять не в состоянии. Я, по крайней мере, Ваш - не могу.

На данной стадии моя цель - понять, есть ли чему учиться. Конечно, мы можем с более-менее взаимным интересом обсуждать вопросы, скорее, философские и гуманитарные и, по крайней мере, мне эти обсуждения доставляют большое удовольствие. Но как научный работник... Да, я все время думаю, достаточно серьёзно, о том, как надо описывать сложность. Я уже стал понимать больше в результате обсуждений с Вами. Пока, к сожалению, недостаточно, чтобы сдвинуться с мёртвой точки. …Хотелось, поэтому, понять, могу ли я что-то сделать _как физик_. Пока совершенно непонятно, за что можно ухватиться. Попробовали - не получилось, ничего страшного.

ivanov_petrov
Насчет метода. Как вообще доказывается «существование» идеального объекта? Теории, метода? Применением; указанием, что исследования уже ведутся этим методом. У меня есть основания полагать, что в естественных науках – не знаю, как назвать этот выдел – кроме физики и химии, в науках о Земле и биологии – исследования ведутся так, как у меня описано. Можно брать некоторые примеры и разбирать. Обладает ли это доказательностью? Ведь трактовать можно по-разному, и в любом месте можно выставить очень много возражений. Доказательство метода – хитрая штука. Вот хоть эксперимент – слово есть, теории нет, а все пользуются. Но мне здесь не очень интересно спорить. Возьмем предполагаемый результат: мы долго спорили, и, наконец, Вы сквозь зубы признали (допустим) что в некоторых естественных науках работают в том числе и этим методом. И что? Метод этот был предложен для формализации того, как ведутся исследования в этих науках. Чтобы не изобретать велосипед по каждому случаю, поскольку частных открытий кусочков этого метода – не счесть. Вам не надо? Так это же здорово. У Вас уже есть. Я этому только рад.


…Поэтому более правильно, мне кажется – именно небезынтересный общий трёп. Из него можно подчас извлечь больше, чем из «серьезного» обучения. Я помню, как Гейзенберг описывал их разговоры с Бором – о биологии там много. Но у них это было не обучение биологии. А – примерно – на уровне научной фантастики, разминка мозгов, не чтобы представить биологическую конкретику, а чтобы свои мысли направить по непривычному пути.

Поэтому – именно в порядке общего трёпа – позволю себе рассказать два примера. Вдруг будет занятно. Первый – изучение эмбриональной индукции. Изумительная загадка – как из эмбриона получается живое существо. Вот выяснили – для позвоночных очень важно, что образуется хорда. Она образуется из первичной кишки. Стали ставить опыты – есть вещество. Распространяется из определенных клеток и где проникает, там из кишки отшнуровывается хорда. Чудесно, ключ-замок. Отличная формализация: вот специфическое вещество, для каждой индукции небось свое. Биология – такая сложная, приддется открывать множество веществ. Это как словарь. Зато получим набор ключей для управления онтогенезом. Десять лет – тысяча статей: оказывается. Кроме этого вещества, так же действует сто других. Еще десять лет – еще три тысячи: да почти все вещества так действуют. Чуть ли не любой реактив возьми. В определенном возрасте введи в эмбрион – будет образовываться хорда. Никакого ключа-замка. Потенция ткани образовать хорду в определенный срок, воздействие – любое, и на всё один ответ.

Другой пример – оплодотворение. Вот яйцеклетка, в нее проникает сперматозоид, начинается дробление. Видимо, сперматозоид что-то такое вносит в яйцеклетку, чтобы начал зародыш образовываться. Стали искать, что. Нашли. Да. Есть такое вещество, выделяет сперматозоид и побуждает яйцеклетку к делениям. Десять лет – тысячи статей. Она на всё реагирует. На щелочь, на кислоту, на температурный шок… перепад давления… Даже просто на укол иголкой. Всё приводит к началу дробления.

Получается следующая картина. Живое существо в своем развитии устремлено к цели. Оно не руководствуется специфическими стимулами. А ищет способ при любом изменении вернуться к тому пути, на котором из него получается – скажем, котёнок. Причем ходы этого возвращения могут быть новыми – развитие стремится к цели. Как будто оно знает будущее, опробовало все варианты возможных состояний. И выбрало после перебора ту, которая ведет к окончательной форме. Квантовое состояние таково, и разрушается наблюдением. А у живых эта ситуация создается прошлым опытом. Все, кто шли к другой форме, не выжили. На каждое нарушение сформировался набор – многоуровневый, ступенчатый. – регуляторов, которые возвращают систему на тропинку. В системе есть история и цель. И почти бессмысленно ее изучать «в настоящем времени». Вот так она устроена сейчас, и из этого следуют такие-то следствия – целый ворох. Но она выбирает всё новые дороги, будучи помещена «не туда», и пробирается к цели – несмотря на вмешательства.

Так проникает история в исследование. Приходится совершать просмотр сверху, от цели – а не снизу, от элементов. И поэтому появляются непривычные способы рассуждения: нечто в существе вот так устроено. Это важно? Вот устройство этой клеточной стенки, вот этого волокна. Да. Важно. Но смотреть надо с позиции разнообразия. Вот имеется 10000 видов растений, и у всех это устроено несколько по-разному. И оказывается, что оно устроено не потому, а для того: растение «выбирает», какую клеточную стенку ему иметь. Чтобы жить вот в этой среде. Если угодно – наоборот: те, у кого такая клеточная стенка, переползают в соответствующую среду. И тогда конкретное строение вот этой стенки приобретает не фундаментальное значение условия, из которого можно тащить дальнейшие следствия. А – оно само следствие, причем – изменяемое. Если то же растение посадить в другие условия – ну, в горы пересадить – у него клеточные стенки приобретут иное строение. Растение будет в соответствии с условиями определять, какие у него будут стенки. А не стенки в качестве неизменных элементов будут определять, каким быть этому растению. Разумеется, всё еще много сложнее – пространство логических возможностей ограничено прежде всего физическими законами; потом историей; потом конкретными приспособлениями.

Те способы формализации, которыми владеет физик, заведомо использовались для понимания биологических объектов. Очень многие приличные физики переходили в биологию. Очень многие биологи нехудо знали физику. Она – успешная наука, у нее брали образцы. И всякий раз оказывалось, что дело не в неумении «биолога». А в том, что эти методы формализации не приносят пользы с этим объектом. Когда речь идет не об объектах, а о людях – всё очень гибко. Если б можно было со знаниями физики любого современного уровня сдвинуть с места биологические задачи – это бы было сделано. Но – предмет не позволяет. Он заставляет людей искать методы, ему адекватные. Ваша позиция такова, что ничего стоящего не найдено – физики не смогли, ну и биологи тоже. Потому что Вы не видите специфических формализацией, которые можно было бы выучить. Если б была этакая особая «биологическая математика» и «формулы» - можно было бы учить. Но – нету. Правильно. И не будет. Никакой особой физики и особой формализации у биологических объектов нет. То есть особая есть, но это не сверхформализация по отношению к уровню формализаций в физике, а – «недо-«. Простое описание объекта – это некое умение, и ему надо учиться, и профан – неважно, физик он или шахтер – этого не умеет. Это слабая формализация, но она работает на этих предметах. Это – совсем азбука, и научиться этому легко. А дальше идут другие, столь же с точки зрения физика несовершенные способы формализации – и делать их более сильными нельзя. Знание пропадет, а не появится.


(Читать комментарии) - (Добавить комментарий)

Physics?
[info]shkrobius@lj
2006-02-15 19:54 (ссылка)
I wonder if my comments are welcome here, but this exchange really goes nowhere. I think that I know why. It takes a lot of confidence to represent a "physicist" or a "biologist" in a discussion of this kind. These are awfully big footsteps to fill. If one follows the outline of the entire footstep rather than an imprint of the big toe, one immediately realizes that these footprints are made by feet belonging to a single person.

There is physics and there is physics."Flying_bear's" physics is, basically, solid state and soft matter physics is of ordinary materials, made or found here, on Earth. This physics might appear to be different from biology in its subject, methods, and the degree of matematization (it was not the case just a 100 years ago). Now look at astrophysics, and you will observe the very same picture as you do in biology: the prevalence of observation over experiments, evolutionary and historical perspectives as modus operandi, elaborate classifications of unknown phenomena without any deep insight in their true nature (remember classification schemes for galaxies, quasars, gamma bursts, etc.), wildly different physical ideas about the most basic character of the phenomena and the meaning of the observations, impossibility of reduction (chemical evolution and hierarchial formation of galaxies, generation of stars, planetary formation), etc. What is more important as a subject of "physics:" explaining the Universe, Galaxies, stars, planets - or explaining what happens in a piece of graphene under the "normal" (in fact, completely abnormal) conditions? The latter might be very important, but not in the grand scheme of things.

Even if one focuses exclusively on solid state physics, this narrow terrestrial bias becomes manifest. Most of what is "solid" in, say, the solar system is at tremendous pressure and temperature -- or very cold, dispersed, amorphous, and subjected to constant irradiation (dust, ice); little is known about the properties of such solids. There is no obvious way how to study experimentally equilibrium properties of solids under such forbidding conditions, and to study dust one has to know what it is. And -- immediately, naturally -- you get the familiar picture: speculations, guesses, models going nowhere, historical perspectives, etc. We are not talking exotics here: were are talking about the most abundant forms of solid matter around us. In the end, flying_bear's "physics," to which he constantly appeals as the example for all natural sciences, appears to be a greatly curtailed version of what modern "physics" actually is. Hence his stubborn denial of the commonality of the problems and the methods, good or bad, used for their solution. In fact, there is no divide, cultural or otherwise. Where it matters most, it all looks the same.

(Ответить) (Ветвь дискуссии)

Re: Physics?
[info]flying_bear@lj
2006-02-15 20:18 (ссылка)
Астрономия, действительно, пытается стать "эволюционной". Но, мне кажется, это не та эволюционность, что в биологии. Всё же степень разнообразия и сложности объектов в биологии не сравнима ни с какой другой наукой. Это и есть один из основных вопросов в нашей переписке - можно ли, используя современную физическую идеологию, что-то сказать осмысленное о происхождении и продвинуться в формальном описании этой сложности. Применительно к астрономии, этой проблемы, в общем, нет. Разнообразие условий во Вселенной, о котором Вы пишете - это "скучное" разнообразие. Если хотите - дурная бесконечность. Возможно, это просто так кажется сейчас, т.к., естественно, галактики и звезды мы знаем несопоставимо хуже, чем животные и растения на нашей родной планете. Но я не думаю, что есть какие-то серьезные психологические барьеры между людьми, занимаюшимися физикой конденсированного состояния и астрофизикой.

Дело, по-видимому, в том, что и физика, и астрономия используют один и тот же метод формализации - математику. Биологи используют систематику, которая, как подробно и, на мой взгляд, убедительно объяснил Иванов-Петров, есть специфически биологический метод формализации, радикально отличный от математического.

(Ответить) (Уровень выше) (Ветвь дискуссии)

Re: Physics?
[info]shkrobius@lj
2006-02-15 21:25 (ссылка)
I disagree. First of all, I did not write about astronomy, it was astrophysics. Second, classifications that are based on nonmathematical ideas abound in astrophysics. Consider, for example, classifications of galaxies. It is pure morphology. There are no proven, established ideas what, say, spiral galaxies are, how they evolve and acquire their shape, what's at the centre and how it is fed, etc. Consider then the classification of stars. There is more certainty, but this classification is far, far from over. People constantly discover new, strange types of stars. Look at todays "Nature:" yet another class of neutron stars has been discovered. What is "out there" certainly matches biology in terms of variation and weirdness because there is simply more of "it." There are more systems, more planets, more chemistries, more types of galaxies and their organization, more neighborhoods, and more complex dynamics than in all of our frogs and bugs put together. You can find organization and complexity everywhere, and it is not "dumb." Your typical animal consists of 50-100 types of cells. The list of identified organic compounds in some molecular clouds in our Galaxy includes 50-70 types, all metabolically connected and sustained by radiation, gas emissions, dust/soot formation in stars; the observed variety of chemical composition and histories is infinite.

Mathematics is surely widely used in astrophysics, but it is widely used in genetics, computational and population biology, and what not. Nonmathematical systematization is the basis of a large part of chemistry (structural formulas, synthetic pathways, metabolic maps, structural models, etc.). Like in biology, there were repeated attempts to make this ad hoc systematization more "mathematical," but chemists are as sceptical as biologists as to the value of such attempts. They do not see any convincing proof that such an approach is useful looking at the results obtained so far. Astrophysicists also stubbornly stick to their ad hoc classifications. The classification of supernovae into class I and II is forever, yet to my knowledge there exists no 3D model of supernova explosion. They classify what nobody fully understands. It goes on and on. Surely, you are familiar with ad hoc systematizations in your own field that pre-dated any real insight into the physical basis of such systematizations: conductors and dielectrics, metals and nonmetals, solids and liquids, and so forth.

I think that we are all on the same page. Biological systematization is meaningful, useful, and necessary. The right approach is to question and to understand the physical basis for their ad hoc systematizations that proved its usefulness time and time again. That's what molecular biologists are doing. I do not think that any real barrier exists. You both have driven yourself to extreme positions from which there is no way out. It is time to revisit the starting point. Mathematics is fine but physics is not about mathematics. Feynman claimed that any deep physical truth can be expressed without the use mathematics. I go with Feynman on that. When you have a principle, mathematics is useful. When you are just arriving at this principle, it is often useless. The biologists are still arriving at their basic principles. When they'll arrive, there will be more room for rigorous mathematical modeling, but not before. No mathematics would help Newton to understand semiconductors. When timing is right, the solution will present itself.

(Ответить) (Уровень выше)


(Читать комментарии) -